Análisis de expresión de un gen tipo Dehidrina en Mammillaria bombycina, inducido por fitohormonas

Abstract

RESUMEN Las cactáceas poseen gran capacidad adaptativa y resistencia ante varios tipos de estrés ambiental. Una de estas respuestas es la expresión de proteínas LEA (del inglés Late Embryogenesis Abundant), en especial las del tipo de dehidrinas. En Mammillaria bombycina se ha identificado un fragmento de un gen codificante para una dehidrina (MabDHN), el cual en estudios previos se ha visto incrementa su expresión ante frío y congelamiento. Por otro lado, se ha descrito que las fitohormonas tienen un papel fundamental en la inducción de genes tipo dehidrina como respuesta a factores tanto bióticos como abióticos. De acuerdo con estos antecedentes, en este trabajo se realizaron estudios bioinformáticos para predecir la expresión de ERD10 de Arabidopsis thaliana, homólogo a MabDHN. Los resultados indican una disminución en la expresión de ERD10 ante la presencia de Metil Jasmonato (MeJA), mientras que el análisis de coexpresion mostró una relación de ERD10 con otras proteínas tipo dehidrinas relacionadas al frio y congelamiento. Para el análisis de expresión de MabDHN se utilizaron explantes de M. bombycina tratados con ácido salicílico (AS), ácido jasmónico (AJ) y etileno (ET). Los resultados mostraron una disminución en la expresión de MabDHN ante la presencia de AS y AJ a concentración de 100 μM, mientras que con ET (etefón 200 μM) se obtuvo una mayor expresión a las 24 hrs, disminuyéndose a la mitad a las 27 hrs. También, se identificó y caracterizó un fragmento de una expansina en M. bombicya (MbEXP). El análisis in sílico de este fragmento mostró que pertenece a una proteína α-expansina-like. Las proteínas tipo expansinas tienen relevante importancia porque están relacionadas a respuestas de defensa al estrés ambiental y están involucradas a la extensibilidad de la pared celular vegetal. Hasta el momento no se han reportado genes tipo expansina en M. bombicyna. Palabras clave Proteínas LEA– Cactacea – Respuesta a Estrés – Fitohormonas – qPCR

ABSTRACT The cactaceae family have an adaptive capacity and resistance against diverse environmental stress. One of their responses to stressful conditions is the expression of LEA proteins (Late Embryogenesis Abundant), especially those dehydrins-like proteins. In Mammillaria bombycin has been identified a fragment of a gene coding for a dehydrin (MabDHN), which in previous studies has been observed an increased expression under cold and freezing conditions. On the other hand, it has been described that phytohormones have a fundamental role in the induction of dehydrins-like genes as a response against biotic and abiotic factors. In this line, in this work we have performed bioinformatic studies to predict the expression of ERD10 from Arabidopsis thaliana, homologous to MabDHN. Results shown that ERD10 decreases its expression as effect from Methyl Jasmonate (MeJA); and through a coexpression analysis it was observed there is a relationship of ERD10 with other dehydrins-like proteins related to cold and freezing conditions. To analyze MabDHN expression, it was used M. bombycin explants exposed to salicylic acid (AS), jasmonic acid (AJ) and ethylene (ET). The results showed a decrease in the expression of MabDHN in the presence of AS and AJ at 100 μM concentration; however with ET (ethephon 200 μM) there was a maximum expression at 24 hrs, with a decreasing in expression levels at 27 hrs. Also, it was identified and characterized gen fragment from an expansin in M. bombicya (MbEXP). The in silico analysis of this fragment showed that it belongs to a protein α-expansin-like. Expansin-like proteins have a huge importance because are biomolecules related to defense activity against environmental stress conditions, besides being involved in the extensibility of the plant cell wall. So far no expansin genes have been reported in M. bombicyna. . Keywords LEA Proteins - Cactacea - Stress Response – Phytohormones – qPCR