mecanismos de defensa y resistencia genÉtica 14 de noviembre, 2007 fernanda gamba

MECANISMOS DE DEFENSA Y RESISTENCIA GENÉTICA

14 de noviembre, 2007

Fernanda Gamba

MECANISMOS DE DEFENSA

RESISTENCIA GENÉTICA

DEFINICIÓN

LEY DE GEN X GEN

CRITERIOS PARA CATEGORIZARLA

CONCEPTOS CLAVE

BIOQUÍMICAESTRUCTURAL

COMBINACIONES DE RESPUESTA

RESPUESTASFISIOLÓGICAS

ESTRUCTURAS DE RESPUESTAS

COMPOSICIÓN QUÍMICA

RESISTENCIA

PROCESOS BIOQUÍMICOS

HUÉSPEDHUÉSPEDHUÉSPEDAMBIENTEAMBIENTE

ENFERMEDADENFERMEDADENFERMEDAD

PATÓGENOPATÓGENO

INFLUENCIAINFLUENCIA DEL HOMBRE DEL HOMBRE

TRIÁNGULO TRIÁNGULO TETRAEDRO TETRAEDRO

Especies y formas especiales de las royas de los cereales

PATÓGENO HUÉSPED PRINCIPAL

Especie Forma especial

Puccinia graminis tritici Trigo y cebada

secalis Centeno y cebada

avenae Avena

P. triticina Trigo

P. striiformis tritici Trigo

hordei Cebada

PATÓGENO

AVIRULENTO VIRULENTO

PATÓGENO: ESPECIE VEGETAL

VIRULENTO:VARIEDAD

GENES DE RESISTENCIA DEL HUÉSPED

INTERACCIÓN RAZA-VARIEDAD

GENES DE VIRULENCIA DEL PATÓGENO

RESISTENCIA GENÉTICA: interferencia y/o reducción del crecimiento o desarrollo del patógeno

RESISTENCIA SUSCEPTBILIDAD

VARIEDAD RESISTENTE

NO IMPLICA AUSENCIA COMPLETA DE ENFERMEDAD

Fusarium spp en cebada

RESISTENCIA SUSCEPTIBILIDAD

FENOTIPO DE INFECCIÓN

FENOTIPO DE LA INTERACCIÓN HUÉSPED-PARÁSITO

CARACTERÍSTICO DE CADA SISTEMA HUÉSPED-PARÁSITO

CARACTERIZACIÓN FENOTÍPICA DE DIFERENTES NIVELES DE RESISTENCIA GENÉTICA

SISTEMA HUÉSPED-PARÁSITO

BIÓTROFOS

Tipos de infección en plántulaTipos de infección en plántula

Fuente:Fuente:Singh, Singh, 20032003 0 ; 1 2 X 3 40 ; 1 2 X 3 4

R: 0-2R: 0-2S: 3-4S: 3-4

Tipos de infección producidos por Puccinia triticina en trigoT.I. CARACTERIZACIÓN

0: Inmune: sin pústulas.

1: Resistente (R) pústulas muy chicas rodeadas de tejido muerto2: Moderadamente resistente (MR)

pústulas chicas-medianas con algo de tejido muerto3: Moderadamente susceptible (MS)

pústulas medianas sin tejido muerto

4: Susceptible (S)pústulas grandes sin tejido muerto

CARACTERIZACIÓN FENOTÍPICA DE DIFERENTES NIVELES DE RESISTENCIA GENÉTICA

SISTEMA HUÉSPED-PARÁSITO

NO BIÓTROFOS

FENOTIPOS DE INFECCIÓN DE Cochliobolus sativus EN CEBADA (Fetch and Steffenson, 1999)

REPUESTAS A LA INFECCION DE C. Sativus (inductor de la mancha borrosa) EN TRIGO

CARACTERIZACIÓN FENOTÍPICA DE DIFERENTES NIVELES DE RESISTENCIA GENÉTICA

BIÓTROFOS: HALO NECRÓTICO ES UNA RESPUESTADEL HUÉSPED A LA INFECCIÓN: RESISTENCIA

NO BIÓTROFOS: HALO NECRÓTICO O CLORÓTICO ES PARTE DEL SÍNTOMANO SIGNIFICA RESISTENCIA GENÉTICA

CRITERIOS PARA CARACTERIZAR DIFERENTES TIPOS DE RESISTENCIA GENÉTICA

1) Número y tipo de genes

“Por cada gen condicionando REACCIÓN en el huésped hay un gen específico en el patógeno condicionando VIRULENCIA”. Flor, 1956

HUÉSPED: GENES DE RESISTENCIA

CARÁCTER DOMINANTE

PATÓGENO: GENES DE VIRULENCIA

CARÁCTER RECESIVO

R S

S S

H U É S P E D

R_ rrPATÓGENO

A_

aa

R1 _ R2 _ r1r1 r2r2

A1_ A2_

a1a1 a2a2

R1 _ r2r2

A1_ a2a2

R R S

R R S

S S S

CON DOS LOCI ESPECIFICOS Y COMPLEMENTARIOS

R1 _ R2_ R3 r1r1 r2r2r3r3

A1_ A2_A3_

a1a1 a2a2a3a3

R1 _ R2_r2r2

A1_ A2_ a3a3

CON TRES LOCI ESPECIFICOS Y COMPLEMETARIOS

FUERTE INTERACCIÓN HUESPED-PARASITO

INCOMPATIBLE (-) = R

COMPATIBLE (+) = S

POCOS GENES INVOLUCRADOS

RESISTENCIA VERTICAL o

RAZA ESPECÍFICA

EJEMPLOS DE INTERACCIÓN GEN POR GEN

ROYAS Linum - Melampsora liniZea – Puccinia sorghiTriticum – Puccinia reconditaAvena – Puccinia graminis avenaeHelianthus – Puccinia helianthiCoffea – Hemileia vastatrix

CARBONES Avena – Ustilago avenaeHordeum – Ustilago hordei

OTROS HONGOS Malus – Venturia inaequalisSolanum – Phytophthora infestansLycopersicon – Cladosporium fulvum

NEMÁTODOS Solanum – Heterodera rostochiensis

INSECTOS Triticum – Mayetolia destructor

BACTERIAS Gossypium – Xhantomonas malvacearumLeguminosae - Rhizobium

VIRUS Lycopersicon - TMVSolanum – Virus X de la papa

RESISTENCIA VERTICALO RAZA-ESPECÍFICA

RESISTENCIA HORIZONTAL

RESISTENCIA INESPECÍFICA

0

0.4

1

0 1 2 3 1,2 1,3 1,4 2,3 1,2,3

Razas de Phytophtora infestans

RESISTENCIA R1

Resistencia de un cultivar de papa a Phytophtora infestans

CRITERIOS PARA CARACTERIZAR DIFERENTES TIPOS DE RESISTENCIA GENÉTICA

1) Número y tipo de genes

2) Número de razas frente a las cuales es efectiva

RESISTENCIA ESPECÍFICA

RAZASCV 1 2 3 4 5

A + - + + +

B + + - + -

C - + + + +

D - - - - +

E + + + + +

RESISTENCIA INESPECÍFICA

RAZAS

CV 1 2 3 4 5

E 8.1 6.7 3.1 1.8 0.9

F 4.5 3.0 1.8 1.1 0.6

G 0.8 0.5 0.6 0.2 0.1

OTROS TIPOS DE RESISTENCIA GENÉTICA

RESISTENCIA DE PLANTA ADULTA

RESISTENCIA DE PLÁNTULA

ENROYAMIENTO LENTO

RESISTENCIA PARCIAL EN ROYA DE LA HOJA DE CEBADA

* ESPORAS MÁS PEQUEÑAS

* MENOR PRODUCCIÓN DE ESPORAS

MENOR PROBABILIDAD DE MUTACIONES

MAYOR DURABILIDAD

CRITERIOS PARA CARACTERIZAR DIFERENTES TIPOS DE RESISTENCIA GENÉTICA

1) Número y tipo de genes

2) Número de razas frente a las cuales es efectiva

3) Duración en el tiempo

POLIGENICARAZA INESPECIFICA

CONCEPTOS IMPORTANTES ACERCA DE LA RESISTENCIA GENÉTICA (I)

2) SUSCEPTIBILIDAD Y RESISTENCIA DEBEN SER CORRECTAMENTE CARACTERIZADOS PARA CADA SISTEMA HUÉSPED-PARÁSITO

1) VARIAS CLASES DE RESISTENCIA GENÉTICA PUEDEN COEXISTIR: DIFÍCILES DE CATEGORIZAR

Cambios en la frecuencia de virulencia específica antes (A), durante (B) y luego de la incorporación del gen de resistencia específico .

CONCEPTOS IMPORTANTES ACERCA DE LA RESISTENCIA GENÉTICA (II)

NATURALEZA DINÁMICA

3) LA RESISTENCIA GENÉTICA NO DURA PARA SIEMPRE

POR LA CAPACIDAD DE LOS PATÓGENOS DE VARIAR SU VIRULENCIA

POTENCIALIZAR GENES DE RESISTENCIA

MANEJO DE LOS CULTIVARES RESISTENTES

MANEJO SANITARIOMANEJO SANITARIO