Genética de la Resistencia a enfermedades UNIDAD TEMÁTICA 5 Genética de la Resistencia a enfermedades Cátedra Genética y Mejoramiento Vegetal y Animal

Bacterias, Hongos, Virus Nemátodos Insectos La reducción del rendimiento de cultivos debido a la infección de patógenos se estima en un 15% Es provocado por: Bacterias, Hongos, Virus Nemátodos Insectos

Resistencia Constitutiva y Resistencia Inducida Barreras físicas y químicas (Pasiva)  Resistencia Inducida (genes de resistencia) Resistencia en ciertos cultivares de plantas que normalmente pueden ser infectadas por un determinado patógeno. Podemos distinguir resistencia vertical y horizontal Vertical: involucra un solo gen que confiere resistencia (relación gen-gen, tipo Mendeliana dominante).  Horizontal: involucra múltiples genes que confieren resistencia

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

AUSENCIA COMPLETA DE ENFERMEDAD VARIEDAD RESISTENTE NO IMPLICA AUSENCIA COMPLETA DE ENFERMEDAD

En las variedades con resistencia vertical se produce la muerte rápida de las células alrededor del punto de ingreso del patógeno, aislándolo y no permitiendo su expansión y desarrollo posterior de la enfermedad.

Tipos de infección producidos por Puccinia triticina en trigo 0: Inmune: sin pústulas. 1: Resistente (R) pústulas muy chicas rodeadas de tejido muerto 2: Moderadamente resistente (MR) pústulas chicas-medianas con algo 3: Moderadamente susceptible (MS) pústulas medianas sin tejido muerto 4: Susceptible (S) pústulas grandes sin tejido muerto

AEGRICORPUS

Resistencia a enfermedades Resistencia específica o vertical Resistencia no específica u horizontal

Resistencia a enfermedades Resistencia específica o vertical

“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

CARACTERÍSTICO DE CADA RESISTENCIA SUSCEPTIBILIDAD FENOTIPO DE INFECCIÓN FENOTIPO DE LA INTERACCIÓN HUÉSPED-PARÁSITO CARACTERÍSTICO DE CADA SISTEMA HUÉSPED-PARÁSITO

H U É S P E D rr R_ P A T Ó G E N O R S S S A_ aa

R1 _ R2_ R1 _ r2r2 r1r1 r2r2 A1A1 A2A2 R R S R S A1A1 a2a2 R a1a1 a2a2 P A T Ó G E N O H OSPEDANTE R1 _ R2_ R1 _ r2r2 r1r1 r2r2 A1A1 A2A2 R R S R S A1A1 a2a2 R a1a1 a2a2 S S S

La resistencia vertical permite identificar nuevos tipos de interacciones génicas Interacciones intralélicas Interacciones interalélicas Interacciones de tercer nivel Interacciones de cuarto nivel

FUERTE INTERACCIÓN H-P INCOMPATIBLE (-) COMPATIBLE (+) POCOS GENES INVOLUCRADOS RESISTENCIA VERTICAL o RAZA ESPECÍFICA

EJEMPLOS DE INTERACCIÓN GEN POR GEN ROYAS Linum - Melampsora lini Zea – Puccinia sorghi Triticum – Puccinia recondita Avena – Puccinia graminis avenae Helianthus – Puccinia helianthi Coffea – Hemileia vastatrix CARBONES Avena – Ustilago avenae Hordeum – Ustilago hordei OTROS HONGOS Malus – Venturia inaequalis Solanum – Phytophthora infestans Lycopersicon – Cladosporium fulvum NEMÁTODOS Solanum – Heterodera rostochiensis INSECTOS Triticum – Mayetolia destructor BACTERIAS Gossypium – Xhantomonas malvacearum Leguminosae - Rhizobium VIRUS Lycopersicon - TMV Solanum – Virus X de la papa

Resistencia de un cultivar de papa a Phytophtora infestans RESISTENCIA R1 1 0.4 1 2 3 1,2 1,3 1,4 2,3 1,2,3 Razas de Phytophtora infestans

Resistencia a enfermedades Resistencia específica o vertical Resistencia no específica u horizontal

Resistencia a enfermedades Resistencia no específica u horizontal

Mejoramiento para la resistencia a enfermedades  Resistencia general o no específica:  Selección recurrente  Resistencia específica:  Retrocruza  Método Piramidal  Cultivares multilíneas

Método de retrocruza para introducir un gen dominante Donante Recurrente R1R1 x r1r1 R1r1 x r1r1 F: 0,5 1/2 R1r1 1/2 r1r1 x r1r1 F: 0,75 1/2 R1r1 1/2 r1r1 x r1r1 F: 0,875 1/2 R1r1 1/2 r1r1 F: 0,925 1/4 R1R1 1/2 R1r1 1/4 r1r1 Segrega Todos resistentes

Mejoramiento para la resistencia a insectos  Selección recurrente  Genes mayores (retrocuza)  Transgénesis