CLONACIÓN Y FILOGENIA MOLECULAR DE UN SEGMENTO DEL GEN CODANTE DE LA ACTINA DE MYRCIARIA DUBIA “CAMU-CAMU”: UN CANDIDATO PARA GEN DE REFERENCIA

Myrciaria dubia “camu-camu” es un frutal amazónico caracterizado por su amplia variación de vitamina C. Pero los estudios genético moleculares que puedan explicar esta variación son limitados. Por ello nuestro objetivo fue realizar la clonación y filogenia molecular de un segmento del gen codante de la actina de M. dubia. Las muestras fueron obtenidas de la colección de germoplasma del INIA. Luego, el ARN fue purificado y mediante RT-PCR con cebadores degenerados se amplificó un segmento del gen. En base a la secuencia obtenida se diseñaron cebadores específicos para PCR en tiempo real. Los resultados muestran que se ha aislado, clonado y secuenciado un segmento del gen codante de actina de M. dubia y detectado su expresión en hojas, pulpa y cáscara de M. dubia. Así, con el soporte de herramientas bioinformáticas y uso de técnicas de biología molecular hemos aislado, clonado y secuenciado un segmento del gen codante de la actina de M. dubia. Asimismo, los análisis realizados muestran que el gen se expresa y presenta niveles similares de expresión en hojas, pulpa y cáscara de M. dubia. Sin embargo, es necesario realizar más experimentos a fin de verificar su estabilidad de expresión

Isolation and molecular cloning of genes from Myrciaria dubia “camu-camu” with potential use for biotechnological production of vitamin C

Myrciaria dubia “camu-camu” is a rich source of several bioactive phytochemicals and vitamin C (L-ascorbic acid, AsA). To gain insights about the genes involved in AsA biosynthesis in this plant species and consequently with potential use for its biotechnological production, here we report the isolation and molecular cloning of partial gene sequences of the D-mannose/L-galactose pathway. Degenerate primers designed by the multiple sequence alignment of related plant species were used to isolate in M. dubia the partial sequences of the six D-mannose/L-galactose pathway genes (GMP, GME, GGP, GPP, GDH and GLDH). The deduced protein sequences of the six genes have more than 81% sequence identity to rosids and asterids species, with a closer phylogenetic relationship to Eucalyptus grandis. In conclusion, gene sequences of the D-mannose/L-galactose pathway involved in AsA biosynthesis of M. dubia were successfully isolated and cloned and the phylogenetic analysis indicated that these genes have been relatively well conserved throughout of plant evolution, reflecting the importance of the enzymes of this metabolic pathway for plant growth and survival. Additionally, the isolation and cloning of these genes allow us to implement systems for biotechnological production of AsA

CLONACIÓN Y FILOGENIA MOLECULAR DE UN SEGMENTO DEL GEN CODANTE DE LA ACTINA DE MYRCIARIA DUBIA “CAMU-CAMU”: UN CANDIDATO PARA GEN DE REFERENCIA

Myrciaria dubia “camu-camu” es un frutal amazónico caracterizado por su amplia variación de vitamina C. Pero los estudios genético moleculares que puedan explicar esta variación son limitados. Por ello nuestro objetivo fue realizar la clonación y filogenia molecular de un segmento del gen codante de la actina de M. dubia. Las muestras fueron obtenidas de la colección de germoplasma del INIA. Luego, el ARN fue purificado y mediante RT-PCR con cebadores degenerados se amplificó un segmento del gen. En base a la secuencia obtenida se diseñaron cebadores específicos para PCR en tiempo real. Los resultados muestran que se ha aislado, clonado y secuenciado un segmento del gen codante de actina de M. dubia y detectado su expresión en hojas, pulpa y cáscara de M. dubia. Así, con el soporte de herramientas bioinformáticas y uso de técnicas de biología molecular hemos aislado, clonado y secuenciado un segmento del gen codante de la actina de M. dubia. Asimismo, los análisis realizados muestran que el gen se expresa y presenta niveles similares de expresión en hojas, pulpa y cáscara de M. dubia. Sin embargo, es necesario realizar más experimentos a fin de verificar su estabilidad de expresión

Inducción de la biosíntesis local de antocianinas en frutos de Myrciaria dubia mediante lesiones mecánicas

En las plantas las antocianinas cumplen roles fundamentales en sus interacciones con el medio ambiente, son una de las líneas de defensa contra los radicales libres, la radiación ultravioleta y el ataque de patógenos. Observaciones realizadas muestran que los frutos de M. dubia acumulan antocianinas alrededor de lesiones mecánicas probablemente causadas por insectos. Por tanto, hemos probado la hipótesis que produciendo lesiones mecánicas en frutos verdes de M. dubia se induce la biosíntesis local de antocianinas. De tres plantas en fructificación de la colección de germoplasma del INIA se seleccionaron aleatoriamente 40 frutos verdes (25 ± 5 mm de Ø) y se causaron lesiones mecánicas con estilete o bisturí al 75% de ellos. Posteriormente, se registró el porcentaje de acumulación de antocianinas por área superficial del fruto a las 0, 24, 48 y 72 horas. Se observó acumulación de antocianinas en ~10% (24 horas), ~30% (48 horas) y ~70% (72 horas) del área superficial de los frutos. En conclusión, las lesiones mecánicas causadas en frutos de M. dubia inducen la biosíntesis local de antocianinas, probablemente como un mecanismo de defensa efectivo desarrollado por esta especie. La comprensión de los mecanismos moleculares implicados en esta respuesta fisiológica nos permitirá establecer las bases para la mejora genética de esta especie

In-Depth Genetic Diversity and Population Structure of Endangered Peruvian Amazon Rosewood Germplasm Using Genotyping by Sequencing (GBS) Technology

Research studies on conservative genetics of endangered plants are very important to establish the management plans for the conservation of biodiversity. Rosewood is an evergreen tree of the Amazon region and its essential oil has great acceptance in the medical and cosmetic industry. The present study aimed to explore the genetic diversity and population structure of 90 rosewood accessions collected from eight localities of Peruvian Amazon territory through DArTseq markers. A total of 7485 informative markers resulted from genotyping by sequencing (GBS) analysis were used for the molecular characterization of rosewood germplasm. Mean values of various calculated diversity parameters like observed number of alleles (1.962), the effective number of alleles (1.669), unbiased expected heterozygosity (0.411), and percent polymorphism (93.51%) over the entire germplasm showed the existence of a good level of genetic variations. Our results showed that the Mairiricay population was more diverse compared to the rest of the populations. Tamshiyacu-2 and Mairiricay-15 accessions were found genetically distinct accessions. The analysis of molecular variance (AMOVA) reflected maximum variations (75%) are due to differences within populations. The implemented clustering algorithms, i.e., STRUCTURE, neighbor-joining analysis and principal coordinate analysis (PCoA) separated the studied germplasm on the basis of their geographical locations. Diversity indices for STRUCTURE-based populations showed that subpopulation A is more diverse population than the rest of the populations, for such reason, individuals belonging to this subpopulation should be used for reintroduction or reinforcement plans of rosewood conservation. We envisage that molecular characterization of Peruvian rosewood germplasm with DArTseq markers will provide a platform for the conservation, management and restoration of endangered rosewood in upcoming years