Control Genético de la evasión a Claviceps paspali y avances en el mejoramiento molecular de su resistencia

Pasto miel (Paspalum dilatatum Poir.) es una gramínea forrajera con un alto potencial, pero su distribución está restringida por la reducida producción de semillas, principalmente debida a Claviceps paspali. Este hongo que ataca las inflorescencias realiza transgénesis en los tejidos reproductivos que comienzan a producir el exudado meloso que le da el nombre a Pasto miel. Accesiones de Paspalum urvillei poseen flores cleistógamas que se fecundan rápidamente y evitan la entrada de Claviceps. La incorporación de este mecanismo, mediante retrocruzas con el genotipo “Virasoro” de Pasto miel (ahora considerado Paspalum plurinerve) condujo a la obtención del cultivar “Primo” resistente a Claviceps. Se determinó que ese carácter era recesivo, pero no se estimó el número de genes involucrados. En el presente trabajo se determina el control genético de esta característica y adicionalmente se describen los avances en la obtención de resistencia a Claviceps a través de la aplicación de tecnologías génicas y moleculares. En esta última, se plantea lograr la expresión de genes antifúngicos en tejidos específicos como estilo y estigma que son la vía de entrada de Claviceps paspali (Lutrell 1977).

Control Genético:

Se analizaron dos progenies F2 una, producto del cruzamiento del genotipo “Primo” (Paspalum dilatatum subsp flavescens, ahora sin: Paspalum plurinerve) X el genotipo “Magdalena” (Paspalum dilatatum subsp flavescens, ahora sin: Paspalum flavescens) y otra, producto del cruzamiento de “Primo” X el genotipo “Querandí” (Paspalum dilatatum subsp flavescens, ahora sin: Paspalum flavescens). Se analizaron en total 183 individuos, clasificando en susceptibles (con presencia de “miel”) y en resistentes (ausencia de signos y síntomas). Se aplicaron pruebas no paramétricas para el análisis de las frecuencias.

Mejoramiento Molecular:

Se identificaron, clonaron y caracterizaron genes que expresan péptidos con actividad antimicrobiana (AMPs) de origen vegetal y también promotores tejido-específicos de estigma y estilo de Sorghum bicolor. Se inició la prueba de la actividad antimicrobiana in vitro.

Control Genético:

El análisis de la segregación observada en la F2 (ver Tabla 1) muestra que la mejor explicación para la resistencia a Claviceps otorgada por la cleistogamia, sería dada por dos loci independientes, el alelo dominante R produciría resistencia y el alelo r susceptibilidad. El alelo Cl del locus Cl/cl, sería un inhibidor de la resistencia, pero el alelo cl no la inhibiría. Entonces se produce la proporción fenotípica (13::3) trece susceptibles y tres resistentes. Estos resultados son de alta relevancia para el mejoramiento de las formas sexuales tetraploides de Paspalum.

Mejoramiento Molecular:

Los genes candidatos de Phaseolus vulgaris, que codifican defensinas y snakinas, Phvul.004G019900 (SN58), Phvul.003G197400 (SN29) y Phvul.005G071400 (94D) y otros similares en Sorghum bicolor, Sobic.004G075301 (D12c) y Sobic.004G131400 (D9c), fueron aislados y clonados. Se incluyó como AMP modelo al gen que codifica la snakina tipo 1 de Solanum tuberosum (StSN1). Se halló que el promotor PTSb2670 de S. bicolor presentó niveles altos de expresión en distintas etapas del desarrollo vegetal y también expresión específica en pistilos. Se probó la actividad antimicrobiana in vitro de AMP SN58. Los avances son de relevancia para la obtención de una planta transgénica resistente a Claviceps (Schrauf et al, 2022). Adicionalmente esta información será de alta utilidad para tanto la edición génica o para la obtención de plantas intragénicas a partir de los avances en la secuenciación de Pasto miel.

El análisis de progenies F2 mostró la presencia de epistasis en el control genético. Se identificaron péptidos con actividad microbiana y promotor con expresión floral.