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Caracterización molecular de un gen en la especie silvestre de papa Solanum kurtzianum homólogo al gen Mi de resistencia a nematodo en tomate

Molecular characterization of a gene in the wild potato species S. Kurtzianum homologous to the nematode resisten gene Mi in tomato

 

Director: MASUELLI, Ricardo Williams

E-mail: rmasuelli@fca.uncu.edu.ar

 

Co-Director: PERALTA, Iris Edith

 

Integrantes: SEGURA, Diana; MARFIL, Carlos; ASPRELLI, Pablo

 

Resumen Técnico

El nematodo del nudo es una plaga del suelo que causa daños importantes en el cultivo de la papa, específicamente Meloidogyne incognita es la especie más importante en zonas templado cálidas. Este nematodo produce pérdidas de rendimiento al infectar raíces y limitar el crecimiento de la planta y admás afecta la calidad de los tubérculos. El objetivo de este proyecto es clonar, secuenciar y caracterizar molecularmente un gen de resistencia al nematodo Meloidogyne incognita en papa. En tomate el gen Mi confiere resistencia a Meloidogyne spp. y está secuenciado, dado que las especies de tomate y papa están muy emparentadas y sus genomas son muy similares, nos propusimos asilar un gen homólogo al Mi de tomate en la especie de papa Solanum kurtzianum donde encontramos genotipos con resistencia a Meloidogyne. Con este objetivo hemos diseñado primers degenerados en base a la secuencia del gen Mi en tomate y a una secuencia EST reportada en la base de datos de papa. Utilizando estos primers logramos amplificar por PCR el gen en S. kurtzianum, el fragmento amplificado fus clonado y secuenciado. La secuencia parcial de 1.6kb la utilizaremos en este proyecto para sintetizar primers anclados y con primers de secuencia aleatorias poder clonar el extremo 5´del gen a través de la técnica TAIL-PCR. Una vez que contemos con la secuencia completa la analizaremos para establecer la cantidad y ubicación de los exones e intrones. Se utilizará el programa Clustal W para alinear las secuencias y realizar un análisis filogenético en base a su secuencia. Clonar y caracterizar molecularmente este gen en papa nos permitirá avanzar en el conocimiento de este gen de resistencia no descripto en papa y de acelerar su transferencia a la papa cultivada.

 

Summary

The root knot nematode (Meloidogyne spp.) is one of the most important soil pest in temperate and warm climates. In Mendoza root-knot nematodes infects potato crops reducing yields and affecting crop quality. The aim of this project is to clone, sequence and molecular characterize the root knot nematode resistance gene in potato. The root knot resistance gene (Mi) was cloned and sequenced in tomato. The tomato and potato species are closely related and their genomes are similar and many genes are conserved at homologous loci. Our objective is to clone the nematode resistance gene from potato based on the sequence of the Mi gene in tomato. In previous project we found resistance to Meloidogyne incognita in the wild potato species Solanum kurtzianum (ktz), degenerate primers based on the conserved sequence of an EST from the potato database and the Mi gene were designed. These primers allowed us to amplified a 1.6 kb PCR product from ktz and the sequence had 87% of similarity to the Mi gene in tomato. In the present project we propose to use the TAIL-PCR technique to isolate the 5´-flanking region of the gene. Gene-specific primers will be synthesize and used in combination with arbitrary primers in PCR reactions. Once we have the complete sequence of the gene the structure of the gene will be analyzed and compared with the homologous gene in tomato. To clone and characterize this gene in potato will shed light on the evolution of resistance genes in Solanum species and facilitate the transfer of the nematode resistance to the cultivated potato.