Hacia el conocimiento de la regulación de la vía de biosíntesis de inulina en dalia Patricia Dupré; Ernesto Tapia-Campos; Joaquin Qui-Zapata; Ismael de Jesus Román-Guzmán; Roy Torres-Villanueva
Centro de Investigación y Asistencia en Tecnología y Diseño del Estado de Jalisco, AC (CIATEJ), Av. Normalistas 800, Col. Colinas de la Normal, Guadalajara, Jalisco, C.P. 44270
Fructanos
Tipos
DP
Aplicación 1- Alimenticia: La inulina de bajo grado de polimerización (DP por sus siglas en inglés <10) es un edulcorante de bajas calorías que se adiciona a los alimentos (Gibson et al, 1995). Su viscosidad es ideal para la formación de geles y se usa como un sustituto de grasa.
La inulina de alto DP tiene propiedades prebióticas (Roberfroid, 2007) y es particularmente efectiva contra las enfermedades inflamatorias intestinales (Lienen y Dieleman, 2007).
2- No alimenticia: Sustrato en la producción de etanol o glycerol
Fuentes de inulina Topinambur , jicama, yacon, achicoria etcâ&#x20AC;Ś
Fuentes de fructanos Topinambur , jicama, yacon, achicoria etcâ&#x20AC;Ś
Dahlia sp 41 especies Flor de ornato 38 a 53% de inulina del total de su peso seco 2.5 – 3 ton inulina/ha
Dahlia sp Rendimiento de raíces tuberosas de dalia bajo diferentes prácticas de manejo agronómico (Arenas et al, 2011),: fosforo, densidad/ha y remoción…
Los días cortos favorecen la aparición de raíces tuberosas y incrementan el contenido en inulina (Legnani y Miller, 2001)
No existe programa de mejoramiento genético para obtener plantas con alto contenido en inulina en la raíz tuberosa
Tipos
FT
FEH
Función en la planta Carbohidratos de reserva (vacuola -Nelson y Spollen, 1987).
Regulador de la osmosis durante la apertura de la flor (Bieleski 1993, Le Roy et al, 2007)
Participación en la tolerancia al estrés hídrico provocado por frio, sequia (Valluru y Van den Ende, 2008): Osmo-regulacion Protección de membranas (Oliver et al, 2002): bajo DP: temperatura de congelación alto DP :estado vitrificado
Regulación de la acumulación y/o expresión de las FT
Principalmente en Poaceae Frio (Rao et al., 2011; Arkel et al., 2012) Sequía
(De Roover et al., 2000; Vandoorne et al., 2012)
Anoxia (Albercht et al., 1993) Altas concentraciones de CO2 (Smart et al., 1994)
Fotoperiodo (Legnani y Miller, 2001) Pero se desconoce los mecanismos moleculares implicados en la regulación de la expresión de los genes de la biosíntesis
- La luz y alta concentración en sacarosa (Vijn y Smeekens,1999) - ROS (Van den Ende y Valluru, 2009 ) vía la inducción de la transcripción de los genes que codifican por las FT.
Ensayos in vitro
Adaptación de un protocolo para implementar un estrés hídrico utilizando PEG en el medio de crecimiento
(Roman Guzman, 2012 y Mata Camarena, 2013)
Dahlia variabilis var. unwin
Correlación fructano y estrés hídrico
La presencia de sacarosa en el medio de cultivo incrementa de un min de 13% el contenido de inulina mientras que el estrés hídrico induce un incremento de inulina de un min de 21%.
300
Inulina(mg/g)
El metabolismo de la inulina se ve afectado en plantas de dalia bajo condición de estrés hídrico via PEG
250
-0.2 MPa
-0.54MPa
-0.35MPa
-1.26 MPa
200
Sin PEG
150
Con PEG 20%
100
50 0
Sin sacarosa
(Roman Guzman, 2012 y Mata Camarena, 2013)
Con sacarosa
Proyecto CB2010/153816 apoyado con recursos del Fondo Sectorial de Investigaci贸n B谩sica SEP-CONACYT
1- Aislamiento de los genes de la vía de biosíntesis de inulina en dalia
1-SST: (Roman Guzman, 2014) 1-FFT: (Torres Villanueva, 2014)
“RT-PCR based cloning”: - Alineamiento de secuencias FT conocidas - Diseño de iniciadores sobre zonas homologas - Obtención de un fragmento parcial de cDNA - Obtención de las extremidades de cDNA por RACE - Obtención y clonación del cDNA completo - Identificación de ORF y dominios
1- Aislamiento de los genes de la vía de biosíntesis de inulina en dalia
cDNA completo 1-SST : 2,082 pb 5’UTR43pb
ORF 1,863 pb
3’UTR 176pb
(Roman Guzman, 2014)
2- Aislamiento de los genes de la vía de biosíntesis de inulina en dalia
1-FFT : 1,955 pb
Termino 5’ :890 pb 433 pb
Termino 3’ 843 pb
1,955 pb
(Torres Villanueva, 2014 )
3- Determinación de algunas señales que modifican la expresión de las FT Adaptación de un protocolo para evaluar el nivel de expresión de los mRNA de las FT
(Roman Guzman, 2014)
3- Determinación de algunas señales que modifican la expresión de las FT Adaptación de un protocolo para evaluar el nivel de expresión de los mRNA de las FT
- + - + - +
Sacarosa 1-SST
Actina 4h
8h
24 h
(Roman Guzman, 2014)
Conclusiones y Perspectivas:
Hemos aislado los cDNA de FT de dalia Hemos desarrollado un sistema que permita estudiar la expresión de los genes FT, validado por la inducción de la expresión via sacarosa Con un enfoque de naturaleza molecular, serán determinados los factores que participan directamente en la biosíntesis de inulina en dalia y que podrían ser empleados en un futuro manejo agronómico del cultivo
ยกGracias!