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Análisis de la expresión de genes durante las etapas iniciales de formación de yemas adventicias en Pinus radiata

by Saborío, F; Moloney, M.M; Thorpe, T.A; Bertsch, F; Badilla, W; García, J. eds; Asociación Costarricense de la Ciencia del Suelo, San José (Costa Rica); Colegio de Ingenieros Agrónomos, San José (Costa Rica); Asociación Costarricense de Fitopatólogos, San José (Costa Rica); 10. Congreso Nacional Agronómico y de Recursos Naturales - 3. Congreso Nacional de Fitopatología - 2. Congreso Nacional de Suelos San José (Costa Rica) 8-12 Jul 1996.
Publisher: San José (Costa Rica) EUNED/EUNA 1996Description: v. 1 p. 306.ISBN: 997764862X.Subject(s): PINUS RADIATA | YEMA (PLANTA) | EXPLANTES | TEJIDOS VEGETALES | GENES | PINUS RADIATA | BUDS | EXPLANTS | PLANT TISSUES | GENES | PINUS RADIATA | BOURGEON | EXPLANT | TISSU VEGETAL | GENESummary: La introducción de genes en las plantas es considerado actualmente la vía más rápida y eficiente para el mejoramiento de plantas. La introducción del gene de interés se puede lograr por diferentes métodos, tales como el uso de la bacteria Agrobacterium sp., la biolística y la electroporación. El proceso de regeneración de plantas in vitro es un componente vital en la producción de plantas transgénicas, debido a que la obtención de estas plantas está basada en la introducción del gene de interés en una célula, que posteriormente debe ser manipulada para regenerar una planta completa. Nuestro conocimiento del proceso de regeneración es muy limitado. En las plantas en las cuales se logra la regeneración, esto se ha logrado mediante la manipulación empírica de los factores que se conoce afectan el proceso de regeneración, tales como los reguladores de crecimiento, pero no por el conocimiento claro del proceso. Esto ha limitado el uso de la transformación genética en ciertas plantas, en las cuales ha sido posible introducir genes, pero no se han regenerado plantas a partir de las células transformadas. Con el objetivo de ampliar nuestro conocimiento en el proceso de morfogénesis, decidimos estudiar a nivel molecular los cambios que ocurren durante las etapas iniciales en la formación de yemas. El sistema seleccionado para este estudio fue el de cotiledones de Pinus radiata, en el cual los cotiledones de embriones maduros son usados como explantes. Estos cotiledones al cultivarse en un medio suplementado con citoquinina producen yemas adventicias. Estudios histológicos durante la formación de estas yemas han mostrado que existe un patrón definido de divisiones celulares durante las etapas iniciales de formación de las yemas. Por esta razón, se decidió estudiar la expresión de genes reguladores de la división celular durante estas etapas. Para el aislamiento del gene se utilizó una biblioteca de cADN obtenida durante las etapas iniciales de formación de las yemas. Como sonda se utilizó un fragmento de ADN que se obtuvo utilizando la técnica de PCR. Los resultados demostraron, por primera vez, que en gimnospermas existen genes homólogos al gene de laciclina, que se considera un componente esencial en la regulación de la división celular. Estudios de Southernblot con ADN genómico demostraron que probablemente existe una sola copia del gene por genoma haploide. Análisis de la expresión del gene aislado (PrCYC1) demostraron que la expresión del gene está asociada con los tejidos jóvenes y en los cuales existe división celular. También se observó que la expresión del gene se incrementaba con la adición de la citoquinina. Finalmente se concluyó que un gene homólogo de laciclina se expresa durante las etapas iniciales de la formación de las yemas adventicias. Su rol no puede definirse a partir de la información obtenida. Es necesario extender los estudios usando técnicas como la hibridación in situ. También sería interesante aislar otros genes reguladores de la división celular y estudiar su interacción con el gene de la ciclina aislado.
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Sumario solamente.

La introducción de genes en las plantas es considerado actualmente la vía más rápida y eficiente para el mejoramiento de plantas. La introducción del gene de interés se puede lograr por diferentes métodos, tales como el uso de la bacteria Agrobacterium sp., la biolística y la electroporación. El proceso de regeneración de plantas in vitro es un componente vital en la producción de plantas transgénicas, debido a que la obtención de estas plantas está basada en la introducción del gene de interés en una célula, que posteriormente debe ser manipulada para regenerar una planta completa. Nuestro conocimiento del proceso de regeneración es muy limitado. En las plantas en las cuales se logra la regeneración, esto se ha logrado mediante la manipulación empírica de los factores que se conoce afectan el proceso de regeneración, tales como los reguladores de crecimiento, pero no por el conocimiento claro del proceso. Esto ha limitado el uso de la transformación genética en ciertas plantas, en las cuales ha sido posible introducir genes, pero no se han regenerado plantas a partir de las células transformadas. Con el objetivo de ampliar nuestro conocimiento en el proceso de morfogénesis, decidimos estudiar a nivel molecular los cambios que ocurren durante las etapas iniciales en la formación de yemas. El sistema seleccionado para este estudio fue el de cotiledones de Pinus radiata, en el cual los cotiledones de embriones maduros son usados como explantes. Estos cotiledones al cultivarse en un medio suplementado con citoquinina producen yemas adventicias. Estudios histológicos durante la formación de estas yemas han mostrado que existe un patrón definido de divisiones celulares durante las etapas iniciales de formación de las yemas. Por esta razón, se decidió estudiar la expresión de genes reguladores de la división celular durante estas etapas. Para el aislamiento del gene se utilizó una biblioteca de cADN obtenida durante las etapas iniciales de formación de las yemas. Como sonda se utilizó un fragmento de ADN que se obtuvo utilizando la técnica de PCR. Los resultados demostraron, por primera vez, que en gimnospermas existen genes homólogos al gene de laciclina, que se considera un componente esencial en la regulación de la división celular. Estudios de Southernblot con ADN genómico demostraron que probablemente existe una sola copia del gene por genoma haploide. Análisis de la expresión del gene aislado (PrCYC1) demostraron que la expresión del gene está asociada con los tejidos jóvenes y en los cuales existe división celular. También se observó que la expresión del gene se incrementaba con la adición de la citoquinina. Finalmente se concluyó que un gene homólogo de laciclina se expresa durante las etapas iniciales de la formación de las yemas adventicias. Su rol no puede definirse a partir de la información obtenida. Es necesario extender los estudios usando técnicas como la hibridación in situ. También sería interesante aislar otros genes reguladores de la división celular y estudiar su interacción con el gene de la ciclina aislado.

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