Identificación de genes tipo péptido antimicrobiano provenientes de Solanum lycopersicum var. cerasiforme (2010)
ANTECEDENTES. El tomate (Solanum lycopersicum) es un cultivo importante a nivel mundial con una producción que supera los 120 millones de toneladas, además de tener un alto valor nutricional por su cantidad de vitaminas y minerales que actúan para mantener la salud. El problema biológico más importante de este cultivo es el oomicete Phytophthora infestans, el cual produce la enfermedad conocida como tizón tardío. S. lycopersicum var. cerasiforme es una variedad silvestre de tomate originaria de Ecuador y Perú, y distribuida por todo el mundo, con una resistencia natural al tizón tardío. Los péptidos antimicrobianos (AMP) son parte de la primera línea de defensa del huésped ante infecciones. Estos AMPs han sido agrupados en familias de acuerdo a su estructura y a su mecanismo de acción: tioninas, proteínas de transferencia de lípidos inespecíficas (LTP), heveinas, knottin, ciclótidos y defensinas (DEF). Las DEF y LTP de plantas son péptidos ricos en cisteína, básicos, caracterizados por tener un amplio espectro de actividades biológicas incluyendo la inhibición de patógenos (hongos y bacterias) y muchos estudios sugieren que estos péptidos actúan en la defensa contra enfermedades. OBJETIVO: Identificar AMPs (DEF y LTP) en una variedad resistente de tomate (cerasiforme). RESULTADOS: Se aislaron genes correspondientes a DEF y LTP a partir de hojas de S. lycopersicum var. cerasiforme infectadas con P. infestans, determinando que estos péptidos tienen expresión constitutiva, aunque la transcripción de DEF se eleva 2.6 veces post inoculación con el fitopatógeno. Se determinaron las estructuras proteicas secundaria y terciaria de la DEF y LTP codificadas y muestran las conformaciones características de estos péptidos. Al identificar secuencias homólogas en tomate se encontraron 9 de DEF y 12 de LTP, con expresión diferencial y cercanas relaciones evolutivas. DISCUSIÓN: Las DEF y LTP pueden ser un factor importante en el control biológico de P. infestans, soportado por evidencias teóricas y experimentales, particularmente el aislamiento de una probable DEF de la misma variedad de tomate con actividad sobre este fitopatógeno y la similitud de la LTP aislada con Ace-AMP1, un importante péptido antimicrobiano. CONCLUSIÓN: Este trabajo reporta el aislamiento de dos péptidos antimicrobianos en un modelo de infección con P. infestans desde una variedad de tomate resistente al tizón tardío. / Abstract. BACKGROUND: Solanum lycopersicum (tomato) is important crop with a worldwide production of over 120 million metric tons. The plant is known as a powerhouse of nutrition. It contains a large number of vitamins and minerals that act to maintain health. Their most important biological problem is oomycete Phytophthora infestans, this pathogen produces the destructive disease named late blight. S. lycopersicum var. cerasiforme is a wild native tomato of Ecuador and Peru, distributed around the world, with a natural resistance to late blight. Antimicrobial peptides are the first line of host defense against pathogenic infections. These peptides have been grouped into families in accordance with their structures and the mechanisms of action: thionins, non-specific lipid-transfer proteins, hevein- and knottin-type proteins, cyclotides and defensins. Plant defensins and lipid-transfer proteins are cysteine-rich peptides, basic and characterized by a broad spectrum of biological activities including inhibition against pathogens (bacteria and fungi). Several studies have suggested that this peptides act in the defense in opposition to diseases. OBJECTIVE: To identify antimicrobial peptides (defensin and lipid-transfer proteins) in a resistant variety of tomato (cerasiforme). RESULTS: Defensin and lipid-transfer protein like-genes were isolated from S. lycopersicum var. cerasiforme leaf infected with P. infestans. It was determined that antimicrobial peptides have constitutive expression, but transcription defensin improves 2.6 levels of intensity with P. infestans inoculation. The secondary and tertiary structures of defensins and lipid-transfer protein were determined and show the characteristic arrangements of these peptides. Tomato homologues identification found 9 and 12 types of defensins and lipid-transfer proteins respectively with constitutively differential expression and close evolutionary relationship. DISCUSSION: Defensin and lipid-transfer protein could be an important factor in biological control of P. infestans, because experimental and theoretical evidence support this supposition, particularly a probable defensin was isolated previously in S. lycopersicum var. cerasiforme showing activity on P. infestans. Also, lipid-transfer protein is similar to Ace-AMP1, an important antimicrobial peptide. CONCLUSION: This work reports isolation of two antimicrobial peptides in a P. infestans infection model from a late blight resistant tomato.