Transformación de Arabidopsis thaliana con el gen YDA, dirigido por diferentes promotores

Abstract

Las tecnologías de transformación genética en plantas ofrecen una amplia gama de oportunidades para la modificación o mejora genética de diferentes especies vegetales ya sea para su explotación comercial o para enfoques de investigación científica. Las plantas genéticamente transformadas, son producidas típicamente por métodos complejos que requieren de una serie de delicados pasos que incluyen una cuidadosa preparación de las células o tejidos vegetales, la introducción de material genético mediante la utilización de Agrobacterium tumefaciens (A. tumefaciens) o bombardeo de partículas (biolística), la selección de las líneas celulares transformadas y la regeneración de plantas (Christou, 1996; Hooykaas y Schilperoort, 1992; Shen y Forde, 1989; Siemens y Schieder, 1996; Weising et al., 1988; Zhao et al., 2002). A. tumefaciens y la biolística han sido reportadas como las de mayor eficiencia en el proceso de transformación y de obtención de plantas transformadas. En el caso de la transformación mediada por A. tumefaciens, una de sus vertientes es la técnica de inmersión floral (Clough y Bent, 1998), la cual, tiene una eficiencia promedio de transformación de plantas del 5% (Ghedira et al., 2013) y que como su nombre lo dice consiste en la inmersión de los órganos florales de la planta en una suspensión de células transformadas de A. tumefaciens para que éstas infecten a la planta, transfieran su material genético y los órganos florales generen semillas que en su composición genética contengan el gen o inserto de interés (Clough y Bent, 1998). Aunado a lo anterior, es importante señalar que la estandarización de la mayoría de las técnicas y estudios científicos en plantas para su posterior aplicación en la mejora genética vegetal, tienen como fundamento la experimentación e investigación en ciertos individuos que se consideran como organismos modelo. Se hace referencia a A. thaliana la cual es una 1 pequeña planta crucífera que posee muchos beneficios para su estudio, siendo sus características morfológicas, su corto ciclo de vida, así como su genoma secuenciado y otros atributos que hacen énfasis del valor de esta planta como modelo de estudio en biología de plantas y como modelo de análisis de organismos complejos en general (Meinke et al., 1998). Los puntos anteriores son considerados como las principales razones por las que se han generado gran cantidad de mutantes de esta planta, los cuales han sido producto de estudios de transformación genética y que generalmente cumplen con el objetivo principal de analizar la función de algunos genes (Meyerowitz y Somerville, 1991). En el estudio de genes que componen el genoma de A. thaliana, se han reportado algunos que cumplen funciones en el desarrollo normal de un individuo, mismos que son expresados en su fenotipo y que en algunos casos participan en diversas rutas y mecanismos de señalización, tal es el caso del gen codificante MAP kinasa kinasa kinasa también llamado YDA. el cual desempeña un papel clave en la división temprana y asimétrica de embriones en A. thaliana, también codifica un componente de señalización de MAP kinasa la cual actúa como un interruptor en respuesta a señales aún no identificadas, y mismo que se le atribuyen funciónes directas en promover destinos celulares extra-embriogénicos (Lukowitz et al., 2004), desarrollo, número y ordenamiento de estomas (Bergmann, 2004), arquitectura de la inflorescencia (Meng et al., 2012) además, derivado de su función en el ordenamiento y densidad estomática se ha reportado que YDA también desempeña un importante rol en la respuesta a estrés por sequía a través del control de la densidad estomatal la cual está regulada por la actividad del gen Angustifolia 3 (Meng et al., 2015). Existen reportes acerca de la presencia de proteínas involucradas en la señalización y regulación general del crecimiento de plantas, como ciclinas, factores de transcripción y 2 proteínas kinasas en el proteoma de savia de floema de algunas especies (Xoconostle-Cázares et al., 1999; Ruiz-Medrano et al., 1999; Yoo et al., 2004; Xoconostle-Cázares y Ruiz- Medrano, 2005; Lin et al., 2007). Así mismo la función de YDA en tejido vascular es soportada por el hecho que el promotor YDA es activo en epidermis de hoja, estomas, y tejidos vasculares (Bergmann et al., 2004; Ruiz-Medrano et al., 2011). Evidentemente, mientras el rol de algunos genes en tejido vascular ha sido elucidado, los detalles completos de estas rutas faltan ser establecidas. Se necesita más información para identificar elementos comunes compartidos entre rutas dentro de diferentes tejidos vegetales y para encontrar los principales reguladores de procesos de diferenciación específicos (Ruiz-Medrano et al., 1999).