Identificación y análisis de genes candidatos relacionados con la resistencia a Phytophthora palmivora en palma de aceite (Elaeis guineensis Jacq.)

Abstract

La pudrición del cogollo causada (PC) por el oomiceto Phytophthora palmivora es la principal enfermedad que afecta el cultivo de palma de aceite en América. Para el caso colombiano esta enfermedad ha destruido miles de hectáreas en las diferentes regiones palmeras del país sin que hasta el momento se tengan soluciones de fondo para combatir el problema. Para lograr encontrar una solución permanente a la PC es necesario estudiar las relaciones planta-patógeno en diferentes genotipos de palma para así conocer los mecanismos de resistencia que permitan acelerar el mejoramiento genético y poder obtener cultivares resistentes. Por esta razón, se planteó esta investigación con el propósito de comprender y describir la interacción palma de aceite – P. palmivora, utilizando clones de palma. El principal objetivo fue la identificación de genes de resistencia en palma a P. palmivora, para lo cual se desarrolló un método de inoculación de clones en condiciones in vitro y se utilizaron métodos macroscópicos (ensayos de tamizaje), microscópicos (discos de foliolos de clones de palma inoculados), pruebas histoquímicas como DAB (3,3,-diaminobenzidina) y bioquímicas como catalasa, peroxidasa, y Fenil amonio liasa que permitieron identificar genotipos con comportamiento contrastante (ortet 34 resistente y ortet 57 susceptible). Posteriormente se realizó un análisis transcriptómico por medio de la tecnología de secuenciación Illumina Hiseq2500 durante la fase biotrófica de la enfermedad 24, 72 y 120 horas post infección). Los datos transcriptómicos permitieron realizar la primera descripción de los mecanismos moleculares de resistencia de la palma de aceite. La expresión de genes relacionados con la resistencia fue validada por qRT-PCR en clones inoculados, dando como resultado que dichos genes pueden ser usados como posibles marcadores moleculares para determinar la respuesta de resistencia a P. palmivora de diferentes materiales genéticos y así reducir los tiempos de selección de cultivares resistentes a la enfermedad.

The bud rot caused by the oomycete Phytophthora palmivora is the main disease that affects oil palm cultivation in America. In Colombia, the disease has destroyed thousands of hectares in different regions. In order to find a permanent solution to bud rot, it is necessary to study the plant-pathogen interaction in different genotypes. This research was proposed with the purpose of understanding and describing the interaction oil palm - P. palmivora, using oil palm clones. The main objective was the identification of resistance genes in oil palm to P. palmivora. A method for inoculation of oil palm clones was developed under “in vitro” condition. Macroscopic (screening assays), microscopic (clone leaf discs), histochemical (DAB) and biochemical assays such as catalase (CAT), peroxidase (POD) and phenyl amonio liase (PAL) activity assays were performed, and they allowed to identify genotypes with contrasting response (ortet 34, resistant and ortet 57, susceptible). Subsequently, a transcriptomic analysis was carried out using Illumina Hiseq2500 sequencing technology during the biotrophic phase (24, 72 and 120 hours post infection). The transcriptomic data allowed us to make the first description of the molecular mechanisms of oil palm resistance. The expression of genes related to resistance was validated by qRT-PCR in inoculated clones, giving as a result that these genes can be used as possible molecular markers to determine the resistance response to P. palmivora of different genetic materials reducing the selection times of bud rot resistant cultivars.