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