MAÍZ TRANSGÉNICO MEXICANO CON RESISTENCIA A ESTRÉS ABIÓTICO

Transcripción

1 MAÍZ TRANSGÉNICO MEXICANO CON RESISTENCIA A ESTRÉS ABIÓTICO José Luis Cabrera Ponce, Roberto Ruiz Medrano, Beatriz Xoconostle Cázares. CENTRO DE INVESTIGACIÓN Y DE ESTUDIOS AVANZADOS DEL IPN UNIDAD IRAPUATO, DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA GENÉTICA. DEPARTAMENTO DE BIOTECNOLOGÍA Y BIOINGENIERÍA, CIUDAD DE MÉXICO. III TALLER NACIONAL DE FORMACIÓN DE REPORTEROS SOBRE BIOTECNOLOGÍA Y BIOSEGURIDAD DE ORGANISMOS GENÉTICAMENTE MODIFICADOS. MÉXICO DF. JULIO DE 2011

2 IMPORTANCIA DEL MAÍZ EN MÉXICO El maíz es por mucho el cultivo agrícola más importante de México, tanto desde el punto de vista alimentario, industrial, político y social.

3 La producción de maíz en México depende fuertemente del clima y se desarrolla prácticamente en todo el territorio nacional.

4

5 SEQUIA La sequía se define como un conjunto de condiciones ambientales atmosféricas de muy poca humedad que se extienden durante un periodo suficientemente prolongado como para que la falta de lluvias cause un grave desequilibrio hidrológico y ecológico. Una sequía puede ser: incipiente, moderada, severa, crítica y catastrófica. La vida se complica.

6 CUAL FUE LA ESTRATEGIA PARA PRODUCIR PLANTAS DE MAÍZ TOLERANTES A SEQUIA Y FRÍO?

7 Osmoprotector: Trehalosa La trehalosa, un disacárido de glucosa que desempeña un importante papel fisiológico como protector de estrés abiótico en una gran cantidad de organismos, incluyendo bacterias, levaduras e invertebrados. En el Reino Vegetal, la mayoría de las especies no acumulan cantidades considerables de trehalosa a excepción de las plantas conocidas como plantas de resurrección Selaginella lepidophylla, cuya característica es ser altamente resistente a la sequía.

8 La trehalosa se destruye con la trehalasa Atenuación de la expresión de la trehalasa

9 DEPARTAMENTO DE BIOTECNOLOGIA Y BIOINGENIERIA, ZACATENCO. CIUDAD DE MEXICO UNIDAD Diseño de la unidad de expresión de Tre AS de maíz 1.- Identificación del gen que codifica para la enzima trehalasa de maíz B73, de acuerdo a la anotación del genoma de maíz internacional. 2.- Secuencia de nucleótidos del gen en antisentido en orientación 5-3. * Esta secuencia no contiene marcos abiertos de lectura que contengan el codón de inicio ATG (AUG), por lo que no codifica para ninguna proteína nueva.

10 INDUCCIÓN DE CALLOS EMBRIOGÉNICOS PARA LLEVAR A CABO LA TRANSFORMACIÓN GENÉTICA SEMILLAS MADURAS CALLO ORGANOGÉNICO PRIMARIO B73 CALLOS EMBRIOGÉNICOS REGENERACIÓN DE PLANTAS TIPO II

11 YA TENEMOS MATERIAL COMPETENTE DE MAIZ PARA SER MODIFICADO GENETICAMENTE. CÓMO VAMOS A SELECCIONARLO? SE REQUIERE UN AMBIENTE SELECTIVO CON ESTRÉS HÍDRICO. EL PEG 8000, ES UN COMPUESTO POLIÉTER CON MUCHAS APLICACIONES, DESDE LA INDUSTRIA MANUFACTURERA HASTA LA MEDICINA. ES UN POLÍMERO FLEXIBLE, SOLUBLE EN AGUA. PUEDE SER UTILIZADO PARA CREAR PRESIONES OSMÓTICAS ALTAS (VARIAS ATMÓSFERAS). NO TIENE INTERACCIONES ESPECÍFICAS CON OTRAS SUSTANCIAS BIOLÓGICAS EN LA CÉLULA.

12 TRANSFORMACIÓN GENÉTICA: Agrobacterium tumefaciens Y BIOBALÍSTICA (PDS-1000/He).

13 35S Tre - AS CONTROL CLONA ESTRÉS HÍDRICO: SELECCIÓN EN MEDIO CON PEG 8000 (4-7%)

14 MAZORCA CON SEMILLAS MODIFICADAS GENÉTICAMENTE HEREDARON LAS PRIMERAS SEMILLAS LA CAPACIDAD DE TOLERAR ESTRÉS HÍDRICO? MEDIO MS + PEG % (ESTRÉS HIDRICO) LA TOLERANCIA A ESTRÉS HÍDRICO SE HEREDA EN FORMA MENDELINA 3 : 1 MEDIO MS + PEG % 35S Tre - AS CONTROL

15 HISTOLOGÍA DE RAÍCES SECUNDARIAS DE PLÁNTULAS DE MAIZ SELECCIONADAS EN PEG % POR 7 DÍAS. RIZODERMIS FLOEMA XYLEMA ENDODERMIS PARÉNQUIMA CORTICAL 35S Tre - AS CONTROL

16 Amplificación del cisgen y un segmento del promotor 35S, utilizando oligonucleótidos específicos, a partir de DNA total de plantas B73 T1 Y B73 T4 GM y control.

17 DEPARTAMENTO DE BIOTECNOLOGÍA Y BIOINGENIERÍA, ZACATENCO. CIUDAD DE MÉXICO UNIDAD Caracterización fisiológica y molecular de plantas de maíz tolerantes a sequía Se usaron para esta fase semillas derivadas de la tercera generación endogámica de las líneas genéticamente modificadas. Se usaron dos eventos de transformación independientes, T1 y T4.