Búsqueda de regiones homólogas a péptidos antimicrobianos en el genoma de Solanum lycopersicum con acción frente a Ralstonia solanacearum

Abstract

La marchitez bacteriana en cultivos de tomate (Solanum lycopersicum), ocasionada por Ralstonia solanacearum, causante de grandes pérdidas en los cultivos. Las plantas poseen un elaborado sistema inmune, no obstante, los fitopatógenos buscan estrategias para evadir sus mecanismos de defensa y lograr invadirlas, causando que los agricultores realicen una alta inversión económica para su control. El objetivo de este trabajo es la búsqueda de regiones homólogas a péptidos antimicrobianos en el genoma de Solanum lycopersicum, que presenten un potencial efecto contra Ralstonia solanacearum. Por medio de bases de datos de Péptidos antimicrobianos (AMP) se eligieron tres péptidos tipo Defensinas encontrados en Spinacia oleracea (D1, D2, D5), luego se realizó un alineamiento de la secuencia de estos con 256 genes de Solanum lycopersicum, de los cuales tres presentaron homología con D1, se compararon los alineamientos para hallar

las posiciones que presentaran cambios de aminoácidos. Por medio de I- TASSER se generó el modelo de la estructura 3D de D1 y se graficaron siete

zonas con variaciones; las funciones de las posiciones afectadas fueron estudiadas, considerando las propiedades de los aminoácidos y se analizó la

12 secuencia de los péptidos homólogos en APD3, los resultados revelaron que los péptidos corresponden a AMP tipo Defensinas, coincidiendo con D1, además, los aminoácidos modificados compartieron características, por ende, se concluyó que estas variaciones no afectarían la acción antimicrobiana de los péptidos homólogos y presentarían un alto potencial para brindar una nueva estrategia de control contra la marchitez bacteriana.

This project proposes a control strategy on bacterial wilt in tomato crops (Solanum lycopersicum), caused by Ralstonia solanacearum, and generates large losses in crops. Plants have an elaborate immune system, however, phytopathogens seek strategies to evade their defense mechanisms and achieve invasion; causing farmers to make a high economic investment for their control. The aim of this work is to search for regions homologous to antimicrobial peptides in the genome of Solanum lycopersicum, which have a potential effect against Ralstonia solanacearum. By means of AMP databases, three Defensin type peptides found in Spinacia oleracea (D1, D2, D5) were chosen, followed by an alignment of the sequence of these with 256 genes of S. lycopersicum, of which three (ADK36631, CAB42006.1, NP_001297247.1) presented homology with D1, the alignments were compared to find the positions presenting amino acid changes. Using I-TASSER, the model of the 3D structure of D1 was generated and seven zones with variations were plotted; the functions of the affected positions were studied, considering the properties of the amino acids and the sequence of the homologous peptides was analyzed in APD3, the results revealed that the peptides correspond to Defensins type AMP, coinciding with D1, in addition, the modified amino acids shared characteristics , therefore, it was concluded that these variations would not affect the antimicrobial action of ADK36631, CAB42006.1, NP_001297247.1 and would present a high potential to provide a new control strategy against bacterial wilt.