MXPA99010515A - Gen que codifica para resistencia sistemica adquirida en arabidopsis - Google Patents
Gen que codifica para resistencia sistemica adquirida en arabidopsisInfo
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Abstract
La invención se refiere a genes que están relacionados con la transmisión de resistencia sistémica adquirida (SAR) en plantas a través de la vía de transducción de señal;un gen que ha sido caracterizado por su capacidad de codificar para una proteína que actúa hacia el extremo 5'a partir deácido salicílico en la vía de transducción de señal.
Description
GEN QUE CODIFICA PARA RESISTENCIA SISTEMICA ADQUIRIDA EN ARABIDOPSIS
CAMPO TÉCNICO
Esta invención se refiere a un gen específico para la vía de transduccíón de señal para resistencia sistémica adquirida en plantas.
REFERENCIA CRUZADA CON SOLICITUD RELACIONADA
Esta solicitud reclama el beneficio de la solicitud provisional de patente de E.U.A. copendiente presentada anteriormente No. 60/046,475 presentada el 14 de Mayo de 1997.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
La vía de transducción de señal en plantas que conduce a la resistencia sistémica adquirida (SAR) implica varias etapas. La primera etapa es la etapa de inducción o de inmunización, en donde la infección inicial de una hoja por un patógeno al cual la planta es resistente da como resultado una respuesta hipersensible (HR) llevando a la formación de lesiones necróticas. Existen, sin embargo, algunos ejemplos en donde la SAR ocurre sin necrosis. Cameron, y otros, "Biologically induced systemic acquired resistance ¡n Arabidopsis thaliana " "Plant J 5:715-725 (1994); Keller, y otros, "Physiological and molecular characteristics of elicitin-induced systemic acquired resistance ¡n tobáceo", Plant Physiol 1 10:365-376 (1996). La expresión en la hoja inoculada de un grupo de genes de proteína relacionados con la patogénesis (PR), comúnmente denominados genes SAR, ocurre durante esta etapa de inducción en tabaco y pepino (Kuc\ J., Bioscience 32:854-856 (1982); Ward, y otros, "Coordínate gene activity in response to agents that induce systemic acquired resistance, "Plant Cell 3:49-59 (1991 )) y en Arabidopsis (Uknes, y otros, "Acquired resistance in Arabidopsis", Plant Cell 4:645-656 (1992)); Uknes y otros, "Biological induction of systemic acquired resistance in Arabidopsis", Mol Plant-Microbe Interact 6:692-698 (1993). Durante esta etapa también ocurre la acumulación de ácido salicílíco (incremento de 10 a 50 veces). Yalpani, y otros, "Salicylic acid is a systemic signal and an inducer of pathogenesis-related proteins in virus-infected tobáceo," Plant Cell 3:809-818 (1991 ); Malamy, y otros, "Sallcylic acid: A likely endogenous signal in the resistance response of tobáceo to viral infection, "Science 250:1002-1004 (1990); Metraux, y otros, "Increase in salicylic acid at the onset of systemic acquired resistance in cucumber", Science 250:1004-1006 (1990); Uknes, y otros, Plant Cell 4:645-656 (1992); Vemooij, y otros, "Salicylic acid is not the translocated signal responsible for inducing systemic acquired resistance but ¡s required in signal transduction," Plant Cell 6:959-965 (1994).
Se ha informado que una señal transmisible en el floema puede moverse de la hoja necrótica al resto de la planta para establecer la SAR. Jennes, A y Kuc', J., "Graft transmission of systemic resistance of cucumber to anthracnose induced by Colletotrichum lagenarium and tobáceo necrosis virus," Phytopathology 69:753-756 (1979); Guedes, y otros, "Induced systemic resistance to anthracnose in cucumber as ¡nfluenced by the location of the inducer inoculation with Colletotrichum lagenarium and the onset of flowering and fruiting," Physiol Plant Pathol 17:229-233 (1980); Tuzun, S. y Kuc', J., "Movement of a factor in tobáceo infected with Peronospora tabacina Adam which systemically protects against blue mold," Physiol Plant Pathol 26:321-330 (1985). Un estudio en el que se utiliza mareaje con O18 de hojas de tabaco inoculadas con virus de mosaico de tabaco (TMV), reveló que un gran porcentaje del ácido salicílico en las hojas sistémicas es sintetizado en la hoja inicialmente infectada, lo cual concuerda con el hecho de que el ácido salicílico mismo es la señal transmisible de SAR. Shulaev, y otros, "Is salicylic acid a translocated signal of systemic acquired resistance in tobáceo," Plant Cell 7:1691-1701 (1995). Sin embargo, otros estudios que utilizaron pepino (Rasmussen, y otros, "Systemic ¡nduction of salicylic acid accumulation in cucumber after inoculation with Pseudomonas syringae pv. syringae " Plant Physiol 97:1342-1347 (1991 )), o experimentos de injerto con tabaco transgénico que contienen el gen de ácido salicílico hidroxilasa NahG bacteriano (y por lo tanto mostrando niveles drásticamente reducidos de ácido salicílico), han llevado a creer que el ácido salicílico no es la señal transmisible. Por ejemplo, los rizomas de NahG, cuando se inoculan con TMV, son capaces de producir una señal transmisible en el floema que puede ser percibida en el vastago de tipo silvestre, que después se hace resistente a otros patógenos subsecuentes. Gaffney, y otros, "Requirement of salicylic acid for the induction of systemic acquired resistance," Science 261 :754-756 (1993). Estos resultados sugieren que el ácido salicílico no se requiere en la etapa de inducción/inmunización para SAR. La segunda etapa en la vía de transducción de señal que conduce a la SAR es la etapa de establecimiento, que implícala percepción de la señal transmisible en las hojas sistémicas. Se caracteriza por la expresión del mismo grupo de genes de SAR como se inducen alrededor de la primera lesión necrótica, así como la acumulación de ácido salicílico, a diferencia de los niveles bajos que son inducidos en la primera hoja durante la etapa de inducción. La etapa final en la vía de transduccíón de señal es la etapa de expresión que ocurre cuando la planta se enfrenta a un segundo patógeno, normalmente virulento, y responde a este patógeno como si fuera uno avirulento. Kuc', J., Bioscience 32:854-856 (1982). Estudios recientes en los que se utilizan plantas con muy bajos niveles de ácido salicílico debido a la expresión del producto del gen de ácido salicílico hidroxilasa NahG (Gaffney, y otros, Science 261 :754-756 (1993); Vemooij, y otros, Plant Cell 6: 959-965 (1994); Delaney, y otros, Science 266:1247-1250 (1994)) han demostrado que el ácido salicílico se requiere no sólo en las etapas de establecimiento y expresión para SAR, sino también durante las Interacciones incompatibles HR, e incluso durante las interacciones compatibles para limitar la diseminación de la enfermedad. Los mutantes defectuosos en SAR de Arabidopsis nim 1 (Delaney, y otros, Science 266:1247-1250 (1994)) y nprl (Cao, y otros, "Characterization of an Arabidopsis mutant that is nonresponsive to inducers of systemic acquired resistance," Plant Cell 6:1583-1592 (1994)) también mostraron susceptibilidad incrementada a la enfermedad a patógenos virulentos, confirmando el papel del ácido salicílíco en la resistencia general a enfermedades. Las plantas mutantes cprl (expresor constitutivo de genes PR) con niveles elevados de gen de expresión para SAR y ácido salicílico mostraron ser resistentes a patógenos normalmente virulentos (Bowling, y otros, "A mutation in Arabidopsis that leads to constitutive expression of systemic acquired resistance," Plant Cell 6:1845-1857 (1994)), proveyendo evidencia genética adicional en apoyo a la importancia de la acumulación de ácido salicílico para resistencia a enfermedades. Como se mencionó anteriormente, un número de mutantes de Arabidopsis afectados en su capacidad para establecer SAR, fue aislado. Sin embargo, estos mutantes también tienen una respuesta general de defensa reducida, y por lo tanto, la lesión en estas plantas no es específica para SAR. De acuerdo con la presente invención, las proteínas de transferencia de lípidos (LTP) también han sido identificadas como importantes en el establecimiento de SAR en plantas. Anteriormente, las LTP habían sido clonadas a partir de un número de especies de plantas, y se ha propuesto que funcionan en una variedad de procedimientos incluyendo desarrollo embriogénico y deposición de cera epicuticular (Pyee y Kolattukudy, "The gene for the major cuticular wax-associated protein y three homologous genes from broccoli (Brassica olerácea) and their expression patterns," Plant Journal 7:49-59 (1995); Toonen y otros, "AtLTPI luciferase expression during carrot somatic embryogenesis," Plant Journal 12:1213-1221 (1997)). En relación con la presente ¡nvención, las LTP han sido implicadas en las respuestas de defensa en plantas. Por lo tanto, las LTP de dos especies monocotiledóneas mostraron poseer actividad antimicrobiana (Molina y otros, "Lipid transfer proteins (nsLTPs) from barley and maize leaves are potent inhibltors of bacterial and fungal plant pathogens," FEBS Letters 316:119-122 (1993)), y tabaco transgénico y Arabidopsis genéticamente manipuladas para expresar una LTP de cebada exhibieron tolerancia incrementada en contra de patógenos (Molina y García-Olmedo, "Enhanced tolerance to bacterial pathogens caused by the transgenic expression of barley lipid transfer protein LTP2, "Plant Journal 12:669-675 (1997)). No se han demostrado que estas proteínas de transferencia de lípídos funcionan en la transducción de señal para SAR. Selecciones previas para mutantes de SAR han evitado los pasos de producción de señal inicial involucrados en SAR induciendo SAR a través de la planta rociando con ácido 2,6-dicloroisonicotínico (INA), el cual actúa en el mismo punto como, o incluso hacia el extremo 3' del ácido salicílico en la vía de transducción de señal para SAR. A pesar de los informes con relación al posible papel del ácido salicílico en la SAR, y la correlación reportada de gen de expresión de SAR con SAR, virtualmente no existe información disponible sobre los mecanismos moleculares que dan como resultado la inducción, transmisión y expresión de SAR. Por lo tanto, existía la necesidad de aislar y caracterizar genes que son parte de la vía de transduccíón de señal para SAR, que codifican para proteínas que actúan hacia el extremo 5' del sitio de acción del ácido salicílico. Ahora se ha demostrado que los genes que codifican para proteínas que actúan hacia el extremo 5' del ácido salicílico en la vía de transducción de señal afecta la SAR en plantas, y un método para aislar dichos genes se describe en la presente. En particular, el gen dir-1 , que codifica para una proteína de transferencia de lípidos novedosa implicada en la vía de transduccíón de señal, ha sido aislado y caracterizado. El gen es útil como un reactivo para determinar los mecanismos involucrados en el establecimiento de SAR en plantas, y para manipular genéticamente la resistencia a enfermedades en plantas. Un método para la selección genética de mutantes de SAR también se ha desarrollado, el cual permite detectar mutantes defectuosos en SAR a través de la vía de transducción de señal para SAR, y muy específicamente, para aquellos mutantes de SAR que codifican para proteínas que actúan hacia el extremo 5' desde donde actúa el ácido salicílico en la vía de transducción de señal para SAR. Las proteínas traducidas de los genes son útiles para la producción de anticuerpos para las proteínas. Los anticuerpos son útiles como reactivos en la selección de plantas para ejemplos de los genes de transducción de señal para SAR.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a una molécula de ácido nucleico que codifica para una proteína capaz de incrementar la resistencia sistémíca adquirida en una planta. La proteína actúa hacia el extremo 5' desde donde el ácido salicílico funciona a lo largo de la vía de transduccíón de señal. La invención también se refiere a un vector de ácido nucleico que comprende el gen dir-1. La invención además comprende células vegetales transformadas con un vector que contiene el gen dir-1. Además, esta ¡nvención comprende un método para conferir resistencia sistémica adquirida a una planta. Asimismo, la invención comprende un método para aislar mutantes para SAR que codifican para proteínas que actúan hacia el extremo 5' de ácido salicílico en la vía de transducción de señal. Estas y otras características, aspectos y ventajas de la presente invención se entenderán mejor con referencia a la siguiente descripción y a las reivindicaciones anexas.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La figura 1 muestra la secuencia de nucleótidos del gen dir-1. La figura 2 muestra la secuencia de aminoácidos de la proteína de transferencia de lípidos del gen dlr-1.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
La presente ¡nvención comprende el aislamiento de genes involucrados en la transducción de señal para SAR que codifica para proteínas que actúan hacia el extremo 5' desde donde el ácido salicílico funciona a lo largo de la vía de transducción de señal para SAR. Para aislar un gen implicado en la transducción de señal para SAR que codifica para una proteína que actúa hacia el extremo 5' desde donde el ácido salicílico actúa a lo largo de la vía, se utiliza el siguiente método: utilizando las técnicas como se describe en el ejemplo 1 , las plantas transformadas de T-ADN y de tipo silvestre son cultivadas y observadas para síntomas de enfermedades. Los mutantes para SAR son aislados, y se realizan las pruebas de competencia para SAR como se describen en el ejemplo 1. Los mutantes para SAR son probados para determinar la posición del gen mutante en relación con el punto de acción del ácido salicílico en la vía como se describe en el ejemplo 1. El
ADN es aislado de aquellas plantas que son homocigóticas para un gen mutante para SAR, en donde se encontró que el gen codifica para una proteína que actúa hacia el extremo 5' desde el sitio de acción del ácido salicílico a lo largo de la vía, se sondeó para aislar una molécula de ADNc, y se secuenció utilizando técnicas como se describe en el ejemplo 2. Los genes aislados, tales como el gen dir-1 , pueden utilizarse como vectores para transformar plantas para incrementar la resistencia a enfermedades mediante restauración o incremento de SAR. Las plantas a las cuales puede aplicarse la invención incluyen leguminosas forrajeras comercialmente importantes tales como, pero no limitadas a alfalfa, leguminosas de semilla grande (leguminosas de grano) tales como pero no limitadas a semillas de soya, fríjol, chícharo, pero no limitadas a especies de solanáceas tales como tabaco, papa y tomate, y monocotiledóneas tales como pero no limitadas a maíz, trigo, y arroz. La transformación puede lograrse por cualquier medio conocido incluyendo Agrobacterium (Shargool, Peter D. y Ngo, That T., Biotechnological Applications of Plant Cultures, 1994, pp. 61-76), procedimiento biolístico (Shargool y Ngo en la p. 38) o electroporación. Las plantas transformadas pueden ser regeneradas mediante protocolos estándares bien conocidos por los expertos en la técnica, tales como organogénesis de discos foliares o embriogénesis somática. Las plantas transformadas pueden propagarse sexualmente, o por cultivo de células o tejido. La invención incluyen la expresión de las proteínas traducidas a partir de los genes aislados tales como el gen dir-1. Estas proteínas, tales como la proteína de transferencia de lípídos del gen dir-1 (dir-1 LTP), son útiles en el desarrollo de anticuerpos para la proteína. Los anticuerpos son reactivos importantes para utilizarse en el procedimiento de selección de plantas para la expresión de genes aislados tales como el gen dir-1. Para aislar una proteína de un gen de vía de transducción de señal para SAR, el producto de gen del gen aislado se expresa como se describe en el ejemplo 5. Los anticuerpos para la proteína son producidos como se describe en el ejemplo 6. Los anticuerpos para la proteína son utilizados como reactivos para seleccionar las plantas para expresión del gen aislado como se describe en el ejemplo 6. Esta ¡nvención incluye un método para seleccionar mutantes defectuosos en SAR a través de la vía de transducción de señal para SAR, y, más específicamente, para seleccionar aquellos mutantes de genes que codifican para proteínas que actúan hacia el extremo 5' desde donde el ácido salicílico actúa a lo largo de la vía. Después de transformar las plantas y observar dichas plantas para detectar síntomas de enfermedad como se describe en el ejemplo 1 , se aislan los mutantes para SAR. Los mutantes para SAR son probados para determinar la posición del gen mutante en relación con el punto de acción de ácido salicílico en la vía como se describe en el ejemplo 1.
EJEMPLO 1 Aislamiento y caracterización del mutante de dir-1
Condiciones de crecimiento para plantas v bacterias El ecotipo Wassilewskija (Ws) de Arabidopsis thaliana y los grupos de semillas transformadas con ADN-T de Feldman se esterilizaron (Arabidopsis Biologlcal Resource Center de Ohlo State Unlversity), y se colocaron en placas sobre medios orgánicos mínimos de Murashige, diez días después se transfirieron a la tierra como se describe anteriormente. Cameron y otros, Plant J 5:715-725 (1994). Las plantas se colocaron en cámaras de crecimiento a 22 - 24°C a una intensidad de luz de 150 µE m"2 seg"1 con un fotoperiodo de nueve horas, y se dejaron crecer durante 4 a 5 semanas. Las cepas DC3000[pLAFR3] (virulenta) y DC3000[pLAFR3+avrRpt2](avirulenta) de Pseudomonas syringae pv tomato (Pst) (Whalen, y otros, "Identification of Pseudomonas syringae pathogens of Arabidopsis and a bacterial locus determining avirulence on both Arabidopsis and soybean," Plant Cell 3:49-59 (1991 )) y Ps pv maculicola M4[pLAFR3+avrRpm] (avirulenta) (Debener, y otros, "Identification and molecular mapping of a single Arabidopsis thaliana locus determining resistance to a phytopathogenic Pseudomonas syringae isolate," Plant J 1 :289-302 (1991 )) se cultivaron como se describió anteriormente. Cameron y otros, Plant J 5:715-725 (1994).
Aislamiento de mutantes para SAR A las plantas mutagenizadas (generación M1 ) con ADN-T de cuatro a cinco semanas de edad se les dio inoculación inmunizante de Pst (107 cfu/ml) avirulenta sobre una hoja por planta, dos días después, se inoculó sobre otras tres hojas con Pst virulenta (5 x 105 cfu/ml). Las plantas se observaron cuatro o cinco días después y los síntomas se compararon con los tratamientos virulentos y avirulentos de control (inducidos por SAR) sobre ecotipo Ws. Aquellas plantas que mostraron síntomas de enfermedad se seleccionaron como mutantes potenciales para SAR y se les permitió que produjeran semillas. La progenie entre 30 y 40 de los mutantes para SAR putativos fueron reselecclonados en la generación M2 como se describe más adelante.
Caracterización genética de dir-1 Un número de plantas de M2 dir-1 fueron retrocruzadas con Ws de tipo silvestre y la progenie resultante F1 , F2, y F3 se sometió a una prueba de competencia para SAR (descrita posteriormente) para poder determinar si la mutación de dir-1 era recesiva o dominante al tipo silvestre, y también si el fenotipo de dir-1 se segregaba conjuntamente con el ADN-T (marcador de resistencia a kanamicina).
Prueba de competencia para SAR Tanto las plantas dir-1 de tipo silvestre como Ws se sometieron a un número de tratamientos de infección. El tratamiento de control (M,M) consistió de una primera inoculación con 10 mM de MgCI2 sobre una hoja por planta, seguida dos días después por otra inoculación con 10 mM MgCI2 sobre otras cuatro hojas por planta. Un tratamiento avirulento (M, A) consistió de una primera inoculación con 10 mM MgCI2 sobre una hoja por planta, seguida dos días después por una inoculación avirulenta (106 cfu/ml) sobre otras cuatro hojas/planta. Un tratamiento virulento (M,V) consistió de una primera inoculación con 10 mM MgCI2 sobre una hoja/planta, seguida dos días después por una inoculación virulenta (106 cfu/ml) sobre otras cuatro hojas por planta. Un tratamiento para SAR (A,V) consistió de una primera inoculación con bacterias avirulentas (106 cfu/ml) sobre una hoja/planta, seguida dos días después por una inoculación virulenta (106 cfu/ml) sobre otras cuatro hojas/planta. Los síntomas de la enfermedad o su ausencia se observaron para cada tratamiento, y los resultados se confirmaron agrupando discos foliares de cada tratamiento para determinar el crecimiento bacteriano in planta.
Cuantificación de crecimiento bacteriano in planta Ocho discos foliares (4.0 mm en diámetro) fueron cultivados de plantas individuales y macerados en 10 mM MgCI2. Las diluciones apropiadas se hicieron en 10 mM MgCI2 y se colocaron en placa sobre agar de King B (King y otros, "Two simple media for demonstration of phycocyanin and fluorescein," J Lab Clin Med 44:301-307 (1954)) que contenía 100 mg/l de rifampicina (Sigma Chemical Co.,St. Louls, MO.) y 20 mg/l de tetraciclina (Sigma) para prevenir el crecimiento de bacterias que no fueran utilizadas como inoculo.
Análisis de niveles de ácido salicílico El ácido salicílico se determinó pulverizando 0.5 g de tejido de hoja de Arabidopsis (20-30 hojas) en N2, líquido, luego se extrajo en 50% de etanol más 0.04% 2-mercaptoetanol, seguido por dos volúmenes de 100% de etanol más 0.04% 2-mercaptoetanol. Los extractos de etanol combinados se secaron bajo N2, hasta que quedaran aproximadamente 4 ml de agua, después se extrajeron dos veces con un volumen de acetato de etilo. La fase de acetato de etilo se secó bajo N2, y el material secado se resuspendió en
200 µl de 100% metanol. El ácido salicílico se cuantificó mediante fase inversa
CLAR. Las muestras (20 µl) se inyectaron en una columna de sílice 4.6 x 250 mm 5 µm C-18 (J.T. Baker, Inc., Phillipsburg, NJ), equilibrando a temperatura ambiente con 95% de 20 mM de acetato de sodio, pH de 5.0, 5% de metanol, y corrió ¡socráticamente a una velocidad de flujo de 1.5 ml/min. El ácido salicílico (tiempo de retención de aproximadamente 7 minutos) se detectó utilizando un detector de fluorescencia de barrido (Model FP-920; JASCO,
Easton, MD) con una excitación a 315 nm y una emisión a 405 nm, como describe Yalpani y otros (1991 ). La identidad de valores máximos de ácido salicílíco de muestras representativas se confirmó en comparación con el espectro de emisión con la del estándar auténtico de ácido salicílico. Los valores máximos de ácido salicílico también se confirmaron digiriendo un número de muestras de ácido salicílico previamente determinadas con ácido salicílico hidroxílasa (Sigma) y demostrando que los valores máximos de ácido salicílico desaparecieron después del tratamiento. El ácido salicílico total (ácido salicílico libre + conjugado de glucosa) se midió mediante digestión de 50 µl de los extractos de metanol con ß-glucosidasa. La pérdida de ácido salicílíco durante el procedimiento de extracción varió de 36 a 50% y se corrigió durante el cálculo de los niveles de ácido salicílico (ng/g fwt).
Análisis y extracción de ARN El ARN se aisló de muestras de hojas congeladas (3-4 hojas/muestra) utilizando el procedimiento de pequeña escala de Verwoerd, y otros, "A small scale procedure for the rapid isolation of plant RNAs," Nucleic Acids Rs 17:23 8 2 (1989). Las muestras de ARN total (5 µg) se separaron por electroforesis a través de geles de formaldehído-agarosa y se sometieron a blotting en membranas de nylon Hybond-N (Amersham Corp., Arlington Heights, IL) como se describe en Sambrook, y otros, Molecular Cloning, A Laboratory Manual, 2a ed., Cold Spring Harbor Laboratory Press, pp. 7.43-7.46 (1989). Se incluyó bromuro de etidio (40 µg/ml) en el regulador de la muestra para poder confirmar carga de muestra igual bajo luz UV después de la electroforesís. Los clones de ADNc de Arabidopsis para PR-1 , PR-2 y PR-5 (Uknes, y otros, Plant Cell 4:645-656 (1992)) fueron marcados 32P mediante iniciación aleatoria utilizando un Equipo Iniciador Aleatorio (Amersham). Las hibridizaciones y lavados se realizaron de acuerdo con Church, G.M. y Gilbert, W., "Genomic sequencing," Proc Nati Acad Sci E.U.A. 81 :1991-1995 (1984). Se utilizó una sonda de ADNr para volver a confirmar que cada banda fuera cargada con niveles similares de ARN total.
Aislamiento y caracterización genética del mutante de dir-1 de Arabidopsis De 1 1 ,000 líneas seleccionadas de plantas transformadas con ADN-T (Ml), se recuperaron 200 mutantes de SAR putativos. Después de volver a probar en la generación M2, el gen dir-1 mostró ser un verdadero mutante defectuoso en SAR. En dos pruebas separadas de SAR en plantas de M2 dir-1 , el fenotipo defectuoso en SAR se segregó con una relación de 3:1 (valores chi cuadrada p>0.9 y p>0.8) para plantas defectuosas en SAR a competentes en SAR (tipo silvestre). Estos resultados indican que la mutación de dir-1 es dominante a la función del gen SAR de tipo silvestre. Tres diferentes plantas M2 dir-1 fueron retrocruzadas con el antecedente Ws de tipo silvestre para poder confirmar la naturaleza dominante de la mutación de dir-1. La progenie (aproximadamente diez plantas) de cada cruza se probó otra vez para competencia de SAR (ver cuadro 1 para datos sobre crecimiento bacteriano in planta). Toda la progenie de cada cruza fue defectuosa en SAR, confirmando la naturaleza dominante de la mutación de dir-1.
CUADRO 1 Crecimiento bacteriano in planta (cfu/disco foliar) para progenie1 dir-1 x Ws F3
Tratamiento Genotipo SAR Control Avirulento Virulento (M, M) (M, A) (M, V) (A, V)3 (A,V)4 Ws 10* 8x10° 5x10' 2.2x10° 2x10b dir-1 F2-a 2x102 6.4x105 4.6x107 8.0x107 3.7x107 dir-1 F2-b 5x102 8.7x105 2.8x107 3.2x107
1Ocho discos foliares (2 replicas) se recolectaron de cada tratamiento, se presenta el promedio de 2 replicas. (M, M) - Primera Inoculación - MgCI2; 2° inoculación- MgCI2. (M, A) - Primera Inoculación - MgCI2; segunda inoculación avirulenta de Pst; hojas inoculadas o no inoculadas recolectadas después del 2o reto. (M, V) - Primera Inoculación - MgCI2; segunda inoculación virulenta de Pst; hojas no inoculadas recolectadas después del 2° reto. (A, V) - Primera Inoculación - Pst avirulento; 2° inoculación, Pst virulento; hojas inoculadas recolectadas después del 2o reto. 3(A, V), A=PstavrRpt2. 4(A, V), A=PsmavrRpml. Se permitió que las líneas retrocruzadas de dir-1 produjeran semillas y se colocaron sobre placas (250-500 semillas) sobre medios que contenían kanamicina para determinar si el fenotipo defectuoso en SAR se segregaba con el gen de resistencia de kanamicina presente sobre el ADN-T para determinar si la mutación de dir-1 era el resultado de la inserción de ADN-T al gen dir-1. Siete líneas retrocruzadas F2 se analizaron. Relaciones de segregación (resistente a kanamicina a sensible a kanamicina) variaron de 7 a 3.3, indicando que al mismo tiempo hubo más de una inserción de ADN-T por planta. Si hubiera dos copias funcionales del ADN-T presente en esas líneas, la relación de resistente a kanamicina a plantas sensibles sería de 15:1. Estas líneas F2 (resistente y sensible a kanamicina) se transfirieron a la tierra, se dejaron crecer durante cuatro semanas, luego se probaron para competencia de SAR mediante medición de síntomas de enfermedades y niveles de crecimiento bacterianos. Muy pocas de las plantas sensibles a kanamicina crecieron cuando se transfirieron a la tierra, pero en su gran mayoría, estas plantas fueron competentes en SAR. Las plantas de las líneas F2 que crecieron sobre kanamicina variaron de 100% defectuoso en SAR como se esperó, a 80% defectuoso en SAR, indicando que hubo un gen de resistencia funcional a kanamicina en alguna de la progenie que no estaba enlazada a la mutación de dir-1. El ADN se aisló del SAR defectuoso, de las plantas F2 resistentes a kanamicina y de SAR competente, y de las plantas F2 sensibles a la kanamicina. El ADN de cada muestra se digirió con EcoR1 y se sometió a electroforesis, blotting, y sondeo con el plásmido pBR322, que se encuentra cornprendido dentro de la construcción de ADN-T. Errampalli, y otros, "Embryoníc lethals and T-DNA insertional mutagenesis in Arabidopsis," Plant Cell 3:149-157 (1991 ). Un número de plantas resistentes a la kanamicina defectuosas en SAR de F2, contuvo bandas correspondientes al ADN-T que no se encontraron en las plantas sensibles a la kanamicina competentes en SAR. Un número de estas plantas resistentes a la kanamicina dir-1 F2 fue retrocruzado otra vez con Ws de tipo silvestre para poder eliminar cualquier secuencia de ADN-T no enlazada. Un número de las familias F2 del retrocruzamiento de dir-1 x Ws segregó 3:1 para resistencia a la kanamicina. Una prueba de competencia para SAR se realizó en individuos de dos familias que crecieron sobre medios que contienen kanamicina; si el ADN-T se segrega conjuntamente con el fenotipo de dir-1 , todos los individuos son defectuosos en SAR. Cada individuo en ambas familias (aproximadamente 120) fue defectuoso en SAR como se midió mediante la cuantificación bacteriana y de fenotipo. Estos resultados confirman que fenotipo mutante de dir-1 fue segregado con resistencia a la kanamlcina y la inserción de ADN-T. La semilla F3 de un número de individuos F2 se recolectó y se utilizó para aislar plantas homocigóticas a dir-1. Todas las plantas sensibles a la kanamicina F3 fueron homocigóticas de tipo silvestre para dir-1 , y expresaron SAR. El análisis genético por lo tanto indica que la mutación de dir-1 es provocada por la inserción de una molécula de ADN-T, facilitando la estrategia de clonar el gen interrumpido por técnicas de reacción de cadena de polimerasa (PCR).
Rescate del fenotipo de dir-1 con INA El rociar Arabidopsis con ácido 2,6-dicloroisonicotínico (INA), puede inducir SAR a patógenos de hongos y bacterias virulentos. Uknes, y otros, Mol Plant-Microbe Interact 6:692-698 (1993). El INA se piensa que actúa en el mismo punto o hacia el extremo 3' de ácido salicílico en la vía de transducción de señal de SAR. (Vemooij y otros, 1995). Por lo tanto, las plantas dir-1 M2 fueron rociadas con INA y luego desafiadas cuatro días después con 106 cfu/ml de bacterias virulentas; se observaron las plantas tres días después y se registraron los síntomas. El tratamiento de control virulento (M, V) produjo síntomas de enfermedades sobre ambas plantas Ws y dir-1 , mientras que el tratamiento de SAR (A, V) produjo enfermedades en las plantas dir-1 y resistencia o SAR en las plantas Ws. Las plantas Ws de tipo silvestre y dir-1 que fueron rociadas con INA fueron desafiadas con bacterias virulentas que no presentaban síntomas, indicando que el INA indujo SAR en plantas dir-1. Esto demuestra que la mutación de dir-1 se encuentra hacia el extremo de 5' de INA en la vía transducción de señal para SAR. Las substancias tales como, pero no limitadas a, aspirina (ácido acetil salicílíco), Isalicilato de metilo y benzotiazoles que, como el INA, imitan los efectos del ácido salicílico, también pueden utilizarse.
Gen de expresión para SAR y niveles de ácido salicííico en el mutante dir-1 de Arabidopsis En estudios preliminares de la progenie dir-1 x Ws F2 (resistente a kanamicina, defectuosos en SAR) seguidos de la inoculación con Pst avirulento (tratamiento con SAR), expresión de los genes PR-1 , PR-2 y PR-5 de SAR se redujo en la etapa de expresión de SAR en comparación con las plantas de tipo silvestre. Sin embargo, el ácido salicílico acumulado a niveles similares o más altos que los observados en plantas de tipo silvestre (cuadro 2), consistente con descubrimientos anteriores que mostraron que la acumulación de ácido salicílico está implicada no sólo en la SAR, sino también en la respuesta hipersensitiva (HR) y respuestas generales de defensa en Arabidopsis. Delaney, et al., Science 266:1247-1250 (1994), Cameron et al., no publicada). Además, SAR no fue inducida en el mutante de dir-1 cuando se utilizó una bacteria avirulenta diferente (Psm M4 avrRpm) como el inoculo primario inmunizante, indicando además que la lesión en las plantas mutantes de dir-1 es específica para la vía de transducción de señal de SAR.
CUADRO 2 Acido salicílico libre (ng/gfw) en Ws y dir-1 (progenie F2)
dir-1 F2-b - 1257 167 1017 1(M, M-inoc) - inoculación primaria - MgCI2; segundo reto de inoculación -MgCI2; los niveles de ácido salicílico se determinaron para hojas recolectadas de la segunda inoculación. 2,3 (M, A) - primera inoculación - MgCI2; segunda inoculación - Pst avirulento; hojas inoculadas o no inoculadas recolectadas después del segundo reto. 4(A, V) - inoculación primaria - Pst avirulento; segunda inoculación - Pst virulento; hojas inoculadas recolectadas después del segundo reto.
EJEMPLO 2 Aislamiento y caracterización del gen dir-1
El ADN genómico se aisló de hojas de una línea homocigótica de dír-1 mediante procedimientos estándares (Sambrook, et al., Molecular Cloning, A Laboratory Manual, 2a ed, Cold Spring Harbor Laboratory Press (1989). Aplicación de (TAIL) PCR térmica simétrica entrelazada (Lui et al., "Efficiente isolation and mapping of Arabadopsis thaliana T-DNA insert junctions by thermal assymetdric interlaced PCR", Plant Journal 8: 457-463 (1995)) utilizando iniciadores específicos para el borde derecho (RB) del ADN-T resultante en secuencias clonadas que contienen el RB pero, en lugar de flanquear la planta con ADN, se encontraron secuencias de ADN-T inversas, indicando que una redesposición ocurrió dentro del ADN-T conduciendo a una inserción con dos bordes izquierdos (LB). TAIL-PCR fue preformado utilizando iniciadores diseñados para unirse a LBD ADN-T. Se amplificaron dos secuencias específicas, constituidas por secuencias de LB y secuencias de flanqueo genómico de plantas. Una combinación de PCR y análisis Southern biot con ADN genómico de tipo silvestre y Arabidopsis de dir-1 indicó que las dos secuencias amplificadas mediante TAIL-PCR eran contiguas en el genoma de Arabidopsis de tipo silvestre, y fueron interrumpidas por la simple inserción de ADN-T. Esta inserción se realizó en la región no traducida del extremo 3' de un gen, el marco de lectura abierto que tenía identidad de secuencia importante a la de una proteína de transferencia de lípidos no especifica (LTP) de Phaseolus vulgaris. La determinación de secuencias de ADN de flanqueo más allá de la inserción de ADN-T (lejos y fuera del extremo 3' de la LTP) no reveló marco de lectura abierto sobre 1.1 KB de secuencia. Además, los niveles de transcripto de LTP se redujeron fuertemente en preparaciones de ARN total de la línea de dir-1 , sugiriendo que la inserción de ADN-T sí interfiere con la expresión del gen dir-1. Sondeos de la secuencia de LTP genómica se utilizaron para aislar una ADNc que codifica para la LTP completa utilizando métodos estándares (Sambrook, y otros, Molecular Cloning, A Laboratory Manual, 2a ed., Cold Spring Harbor Laboratory Press (1989)).
Análisis de secuencia de ADN Se determinó por secuencias el ADN por el método de determinación de secuencias didesoxi de Sanger. (Sanger, y otros, Proc Nati Acad Sci EUA 74:5463-5467 (1997)). Se utilizó un equipo de determinación de secuencias de ciclo terminado didesoxi Taq (Applied Biosystems Inc., Foster City, CA) de acuerdo con el protocolo del fabricante. Los productos se separaron sobre un gel de poliacrilamida al 6% y los datos se procesaron por un secuenciador de ADN automatizado ABI 373. Todas las manipulaciones de datos puros generados del sistema automatizado se realizaron sobre los programas de análisis de ADN del gen PC (Intelligenetics, Mountain View, CA). La secuencia de nucleótidos se muestra en SEQ ID NO:1. La evidencia indica que la LTP de Arabidopsis codificada por dir- 1 es una proteína novedosa implicada en las transducción de señal para establecer inmunidad de plantas sistémicas a enfermedades. Primeramente, la naturaleza de la selección genética se dirigió a las mutaciones en respuestas sistémicas más que en locales, y esto surgió por el hecho de que la mutación de dir-1 no afecta la respuesta local a patógenos avirulentos o el nivel de susceptibilidad a patógenos virulentos en plantas no afectadas, como ocurriría si el producto del gen dir-1 fuera en sí mismo antimicrobíano. Como segundo aspecto, los inducidores de SAR tales como INA rescatan el fenotipo de dir-1 , indicando que dir-1 se encuentra hacia el extremo 5' de otras funciones de señal tales como nprl , mutaciones que eliminan la capacidad de respuesta al INA (Cao et al., "Characterization of an Arabidopsis mutant that is nonresponsive to inducers of systemic acquired resístance" Plant Cell 6: 1583-1592 (1994)). Como tercer aspecto, la inducción sistémica de proteínas (PR) relacionadas con patogénesis y micro-HRs, marcadores moleculares para el establecimiento de SAR en hojas sistémicas (Cao et al., "Characterization of an Arabidopsis mutant that is nonresponsive to inducers of sistémic acquired resistance," Plant Cell 1583-1592 (1994); Alvarez et al., "Reactive oxygen intermediates medíate a systemic signal network in the establishment of plant immunity," Cell 92: 773-784 (1998)) es suprimida en dir-1. La inserción de ADN-T en la región no traducida de 3' de dir-1 conduce a una reducción en los niveles de transcripto correspondientes y por lo tanto niveles reducidos de dir-1 LTP funcional. Esto, a su vez, bloquea la transducción de señal desde la primera hoja infectada hacia las hojas sistémicas de la planta. La identificación del gen dir-1 que tiene dir-1 LTP como un producto de traducción indica que los intermediarios lípidos actúan como señales slstémicas para SAR. La secuencia de aminoácidos para dir-1 LPT se determinó utilizando programas de gen PC y se muestra en SEQ ID NO:2.
EJEMPLO 3 Construcción de un vector gue contiene el gen dir-1
Los fragmentos que contienen la longitud total de ADNc de
Arabidopsis dir-1 , o un homólogo funcional de dir-1 de otras especies de plantas, se clonan en un vector plásmido binario, por ejemplo en lugar del gen GUS en el vector plásmido binario pB1121.1 (R. A. Jefferson, T. A. Kavanagh, M. W. Bevan, "GUS fusions: ß-glucuronidase as a sensitive and versatile gene fusión marker in higher plants," The EMBRO Journal 6: 3901-3907 (1987), bajo el control del promotor 35S del virus del mosaico de la coliflor (o cualquier otro promotor constitutivamente expresado o inducible activo en células de plantas) y el terminador nopalina de sintetasa (o cualquier otra terminación transcripcional de señal activa en células de planta). La construcción de clonación y vector utiliza técnicas de ADN recombinante estándares en cepas HB101 o DH5a de E. coli, preformadas de acuerdo con (Sambrook, J. Fritsch, E.R. & Maniatis, T. (1989) Molecular Cloning: A Laboratorí Manual (2a Ed), Cold Spring Harbor Laboratory Press, Nueva York). Las orientaciones del inserto se confirmaron medíante mapeo de restricción, y los extremos 5' de cada construcción se confirmaron al determinar las secuencias de un iniciador oligonucleótido del promotor 35S u otros promotores conocidos en la técnica.
EJEMPLO 4 El uso de un vector de gen dir-1 en la transformación de plantas y creación de plantas transgénicas
Las plantas de tabaco y alfalfa se transformaron con cepa LBA4404 de A. tumefaciens alojando la construcción del gen dir-1 mediante métodos de discos foliares. Las plantas de tabaco transgénicas (Nicotiana tabacum cv. Xanthi NF) son generadas como se describió anteriormente
(Rogers, et al., "Gene transfer ¡n plants: Production of transformed plants using Ti plasmld vectors," Methods Enzimo! 1 18:627-640 (1986)), con regeneración bajo selección de kanamicina. Las plantas de alfalfa transgénicas se generaron de la transformación y regeneración del cultivo Regen SY de alfalfa competente (Bingham, E.T, "Registration of alfalfa hybrid Regen-SY germplam for tissue culture and transformation research," Crop Sci 31 :1098 (1991 )), siguiendo una versión modificada de procedimientos publicados (Bingham, y otros, "Breeding alfalfa which regenerates from callus tissue in culture," Crop Sci 15:719-721 (1975)). Poco tiempo después, los discos foliares de hojas trifoliadas jóvenes son inoculados con una suspensión de Agrobacterium alojando la construcción binaria e incubando sobre placas sólidas B5h (Brown, O.C.W. y Atanassov, A., "Role of genetic background in somatic embriogenesis in Medicago," Plant Cell Tiss Organ Cult 4:1 1 1-122 (1985)) durante cuatro días (16 horas de luz a 24°C). Las explantas son lavadas dos veces con agua para remover bacteria y se incuban durante cuatro días más sobre nuevas placas B5h. Las explantas son lavadas dos veces con agua y transferidas a placas de selección (placas B5h con 100 mg/L de timentina (Smith-KIine Beecham, Philadelfia, PA) y 25 mg/L de kanamicina (Sigma, St. Louis, MO)). Callos y embriones ocasionales aparecen después de dos semanas y son transferidos a nuevas placas de selección, asegurándose de que los callos son dispersados. Las placas son incubadas durante otra semana para permitir el desarrollo de embriones adicionales. Los callos y embriones son transferidos a placas B5 (no hormonas, pero con antibióticos como antes). Después de dos semanas, los callos y embriones son transferidos a placas frescas B5 (con antibióticos). Después de una o dos semanas, los embriones individuales son cultivados sobre placas MS (Murashige, T., y Skoog, F., "A revised médium for rapid growth and bioassays with tobáceo tissue culture", Physiol Plant 15:473-497 (1962)) con antibióticos (50 mg/L de timentina y 25 mg/L de kanamicina); las plántulas son formadas en una a tres semanas, algunas veces con raíces. Estas son transferidas a cajas de plástico (Magenta Corp, Chicago, IL) con medios de agar MS y antibióticos. Las plantas se mantienen sobre medios MS con antibióticos y se propagan por poda. Las plantas también son transferidas a la tierra en el invernadero.
EJEMPLO 5 Aislamiento de dir-1 LTP
El producto del gen dir-1 de Arabidopsis se expresa en células
SB221 de E. coli como describe (BS Shorrosh and RA Dixon, "Molecular cloning of a putative plant endomembrane protein resembling vertébrate protein disulfide isomerase and phosphatidylinositol-specific phospholipase C," Proc Nati Acad of Sci EUA 88:10941-10945). La proteína expresada se resuelve por electroforesis de gel de pollacrilamida (Laemmii, U.K, "Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4, Nature 227:680-685 (1970)). La banda de proteína codificada por dir-1 es localizada por tinción con azul brillante Coomassie, y regiones de 12 bandas de gel son separadas, cortadas en pequeños fragmentos, desteñidas hasta concluir con 50% (v/v) isopropanol/3% (p/v) SDS durante la noche, enjuagadas con agua, secadas al vacío, pulverizadas en nitrógeno líquido, y finalmente resuspendidas en solución salina reguladora de fosfato.
EJEMPLO 6 Producción y uso de anticuerpos para la proteína dir-1 LTP
El antisuero se obtiene mediante la Inmunización de un conejo hembra blanco de Nueva Zelanda. La inmunización primaria contiene aproximadamente 30 µg de dir-1 LTP en 2.7 ml de adyuvante completo de Freund, inyectado subcutáneamente en la espalda en nueve sitios separados (300 ml por sitio). Las inyecciones de refuerzo que contienen dir-1 LTP de seis bandas separadas de gel (aproximadamente 15 µg) en adyuvante incompleto de Freund se dan a las cuatro y seis semanas después de las primeras inyecciones. El suero se almacena a -20°C. Los anticuerpos son utilizados como un reactivo para detectar la dir-1 LTP en plantas transgénicas en un análisis Western biot. Las proteínas de hoja y tallo son extraídas en 0.2 M de regulador de borato, pH 8.8 y sometidas a electroforesis desnaturalizadora de gel de poliacrilamida mediante procedimientos estándares (Ausubel et al. 1994. Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley and Sons, Inc. Nueva York). Las proteínas son transferidas a membranas Immobilon-P (Millipore, Milford, MA) en 25 mM Tris-HCl, pH 8.3, 192 mM glicina, y 20% metanol (Towbin et al. 1979). "Electroforetic transfer of proteins from polyacrylamide gels to nitrocellulose sheets: procedure and some applications", Proc Nati Acad Sci EUA 9:4350-4354). Las membranas son bloqueadas y sondeadas con anticuerpos primarios (anta-dir-1 ) y secundarios, por ejemplo, IgG anticonejo de cabra enlazado a un sistema de detección tal como fosfatasa alcalina, en 3% de BSA en TTBS (0.1% de Tween-20 en salina reguladora de pH con tris) (Ausubel y otros, Current Protocols in Molecular Biology (1994)). A pesar de que la presente invención se ha descrito en detalle con referencia a ciertas modalidades preferidas de la misma, otras versiones son posibles. Por lo tanto, el espíritu y el alcance de las reivindicaciones anexas no deben limitarse a la descripción de las modalidades preferidas contenidas en la presente.
LISTADO DE SECUENCIAS
(1 ) INFORMACIÓN GENERAL: (i) SOLICITANTE: (A) NOMBRE: The Samuel Roberts Noble Foundation, Inc. (B) CALLE: P.O. Box 2180 (C) CIUDAD: Ardmore (D) ESTADO: Oklahoma (E) PAÍS: E.U.A. (F) CÓDIGO POSTAL: 73402 (G) TELEFONO: 580-223-5810 (H) TELEFAX: 580-221-7380
(i) SOLICITANTE: (A) NOMBRE: Dixon, Richard A. (B) CALLE: 206 Woods Lañe (C) CIUDAD: Ardmore (D) ESTADO: Oklahoma (E) PAÍS: E.U.A. (F) CÓDIGO POSTAL: 73401 (G) TELEFONO: (H) TELEFAX:
SOLICITANTE: (A) NOMBRE: Cameron, Robin (B) CALLE: 207 Lee Avenue (C) CIUDAD: Toronto (D) ESTADO: Ontario (E) PAÍS: Canadá (F) CÓDIGO POSTAL: M4E 2P4 (G) TELEFONO: (H) TELEFAX:
SOLICITANTE: (A) NOMBRE: Lamb, Christopher J. (B) CALLE: 6444 Farley Drive (C) CIUDAD: San Diego (D) ESTADO: California (E) PAÍS: E.U.A. (F) CÓDIGO POSTAL: 92122 (G) TELEFONO: (H) TELEFAX:
(¡i) TITULO DE LA INVENCIÓN: Gen que codifica para Resistencia Adquirida Sistémica en Arabidopsis (¡ii) NUMERO DE SECUENCIAS: 2
(iv) DIRECCIÓN PARA ENVIAR CORRESPONDENCIA: (A) DESTINATARIO: Sidley & Austin (B) CALLE: 717 N. Harwood, Suite 3400 (C) CIUDAD: Dallas (D) ESTADO: Texas (E) PAÍS: E.U.A. (F) CÓDIGO POSTAL: 75201-6507
(v) FORMA LEÍBLE POR COMPUTADORA: (A): TIPO DE MEDIO: Disco flexible (B) COMPUTADORA: IBM PC COMPATIBLE (C) SISTEMA OPERATIVO: PC-DOS/MS-DOS (D) SOFTWARE: Patentln Reléase #1.0, Versión #1.30
(vi) DATOS DE LA SOLICITUD ACTUAL: (A) NUMERO DE SOLICITUD: US (B) FECHA DE PRESENTACIÓN: (C) CLASIFICACIÓN:
(viii) INFORMACIÓN SOBRE EL APODERADO/AGENTE: (A) NOMBRE: Hansen, Eugenia S.
(B) NUMERO DE REGISTRO: 31 ,966 (C) NUMERO DE REFERENCIA/CASO: 11 137/03402
(ix) INFORMACIÓN SOBRE TELECOMUNICACIONES: (A) TELEFONO: 214-981-3315 (B) TELEFAX: 214-981-3400
(2) INFORMACIÓN PARA IDENTIFICACIÓN DE SECUENCIA NO. 1 : (i) CARACTERÍSTICAS DE LA SECUENCIA: (A) LONGITUD: 439 pares de bases (B) TIPO: ácido nucleico (C) TIPO DE CADENA: individual (D) TOPOLOGÍA: lineal
(ii) TIPO DE MOLÉCULA: ADNc
(ix) CARACTERÍSTICA: (A)NOMBRE/CLAVE: CDS (B)LOCALIZACION: 36..341
(xi) DESCRIPCIÓN DE SECUENCIA: ID. DE SECUENCIA NO: 1 :
CAAACATATA GAAAAAGAGA GAGGAGGATA ATAAT ATG GCG AGC AAG AAA GCA 53 Met Ala Ser Lys Lys Ala 1 5 GCT ATG GCT ATG ATG GCG ATG ATC GTG ATA ATG GCT ATG TTG GTC GAT 101 Ala Met Ala Met Met Ala Met lie Val lie Met Ala Met Leu Val Asp 10 15 20 ACA TCA GTA GCG ATA GAT CTC TGC GGC ATG AGC CAG GAT GAG TTG AAT 149 Thr Ser Val Ala lie Asp Leu Cys Gly Met Ser Gln Aso Glu Leu Asn 25 30 35 GAG TGC AAA CCA GCG GTT AGC AAG GAG AAT CCG ACG AGC CCA TCA CAG 197 Glu Cys Lys Pro Ala Val Ser Lys Glu Asn Pro Thr Ser Pro Ser Gln 40 45 50 CCT TGC TGC ACC GCT CTG CAÁ CAC GCT GAT TTT GCA TGT CTT TGT GGT 245
Pro Cys Cys Thr Ala Leu Gln His Ala Asp Phe Ala Cys Leu Cys Gly 55 60 65 70 TAC AAG AAC TCT CCA TGG CTC GGT TCT TTC GGT GTT GAT CCT GAA CTC 293
Tyr Lys Asn Ser Pro Trp Leu Gly Ser Phe Gly Val Asp Pro Glu Leu 75 80 85 GCT TCT GCT CTC CCC AAA CAG TGT GGT CTA GCC AAC GCC CCA ACT TGT 341 Ala Ser Ala Leu Pro Lys Gln Cys Gly Leu Ala Asn Ala Pro Thr Cys 90 95 100
TAAAAGACTC TCTGTATACG TGTGTTTATG TTTTTTATTA CTCCTATTCT AAATATCGGA 401 TGTTATTAAT AAATCGTATT TTCTGCCAAA AAAAAAAA 439
(2) INFORMACIÓN PARA IDENTIFICACIÓN DE SECUENCIA NO. 2: (i) CARACTERÍSTICAS DE LA SECUENCIA: (A) LONGITUD: 102 aminoácidos (B) TIPO: aminoácido (C) TOPOLOGÍA: lineal
(¡i) TIPO DE MOLÉCULA: proteína
(xi) DESCRIPCIÓN DE SECUENCIA: ID. DE SECUENCIA NO: 2:
Met Ala Ser Lys Lys Ala Ala Met Ala Met Met Ala Met lie Val lie 1 5 10 15 Met Ala Met Leu Val Asp Thr Ser Val Ala lie Asp Leu Cys Gly Met 20 25 30 Ser Gln Asp Glu Leu Asn Glu Cys Lys Pro Ala Val Ser Lys Glu Asn 35 40 45 Pro Thr Ser Pro Ser Gln Pro Cys Cys Thr Ala Leu Gln His Ala Asp 50 55 60 Phe Ala Cys Leu Cys Gly Tyr Lys Asn Ser Pro Trp Leu Gly Ser Phe 65 70 75 80
Gly Val Asp Pro Glu Leu Ala Ser Ala Leu Pro Lys Gln Cys Gly Leu 85 90 95 Ala Asn Ala Pro Thr Cys 100
Claims (20)
1.- Una molécula de ácido nucleico que codifica para una proteína de transferencia de lípídos, en donde la proteína de transferencia de lípídos codificada presenta propiedad de transducción de señal para SAR, dicha molécula de ácido nucleico obtenible mediante un procedimiento que comprende los pasos de: a. cultivar plantas de tipo silvestre y plantas transformadas con ADN-T y observar para detectar síntomas de enfermedades; b. aislar mutantes de SAR que muestran síntomas de enfermedades; c. realizar pruebas de competencia en SAR para validar la mutación de SAR en dichos mutantes de SAR, en donde SAR está comprendido en una planta mutante de SAR después de haber sido primero tratada sobre una hoja de dicha planta con un inoculo avirulento y después tratada sobre otras hojas de dicha planta con un inoculo virulento en comparación con una planta de tipo silvestre que presenta SAR después de haber sido primero tratada sobre una hoja con un inoculo virulento y después recibió tratamiento sobre las otras hojas con un inoculo virulento; d. probar dichos mutantes de SAR para determinar la posición del gen mutante en relación con el punto de acción del ácido salicílico en la vía de transducción de señal, en donde dichos mutantes de SAR que primero son rociados con sustancias que imitan al ácido salícílico y actúa en casi el mismo punto que el ácido salicílico en la vía de transducción de señal para SAR, desafiados con una inoculación virulenta, y luego permanecen sin síntomas muestran un gen mutante de SAR hacia el extremo 5' del punto de acción del ácido salicílico en la vía de transducción de señal; e. aislar el ADN de dichas plantas que son homocigóticas para un gel mutante de SAR, y en donde el gen muestra que codifica una proteína que actúa hacia el extremo 5' desde el sitio de acción del ácido salicílico a lo largo de la vía de transduccíón de señal; f. sondear dicho ADN para aislar ADNc.
2.- El ácido nucleico de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque dicho ácido nucleico puede funcionar como un vector para plantas, dicho ácido nucleico codificando para una proteína de transferencia de lípídos que muestra una propiedad de transducción de señal para SAR.
3.- La molécula de ácido nucleico de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizada además porque dicha proteína de transferencia de lípidos codificada se muestra en SEQ ID NO: 2.
4.- La molécula de ácido nucleico de conformidad con la reivindicación 3, caracterizada además porque dicha molécula de ácido nucleico es ADNc purificado.
5.- El ácido nucleico de conformidad con las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado además porque dicho ácido nucleico comprende nucleótidos 1 a 439 como se ilustra en SEQ ID NO: 1.
6.- El ácido nucleico de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado además porque dicho ácido nucleico es ADNc purificado.
7.- Un vector que comprende la molécula de ácido nucleico de conformidad con la reivindicación 3.
8.- Un vector que comprende la molécula de ácido nucleico de conformidad con la reivindicación 5.
9.- Una planta transformada que comprende el vector de conformidad con la reivindicación 7.
10.- Una planta transformada que comprende el vector de conformidad con la reivindicación 8.
11.- Una célula vegetal y plantas transformadas con una molécula de ácido nucleico recombinante que codifica para una proteína de transferencia de lípidos, en donde dicha proteína de transferencia de lípidos codificada exhibe propiedad de transducción de señal para SAR, en donde dicha molécula de ácido nucleico recombinante es obtenible mediante un procedimiento que comprende los pasos de: a. cultivar plantas de tipo silvestre y plantas transformadas con ADN-T y observar para detectar síntomas de enfermedades; b. aislar mutantes de SAR que muestran síntomas de enfermedades; c. realizar pruebas de competencia en SAR para validar la mutación de SAR en dichos mutantes de SAR, en donde SAR está comprendido en una planta mutante de SAR después de haber sido primero tratada sobre una hoja de dicha planta con un Inoculo avirulento y después tratada sobre otras hojas de dicha planta con un inoculo virulento en comparación con una planta de tipo silvestre que presenta SAR después de haber sido primero tratada sobre una hoja con un inoculo virulento y después recibió tratamiento sobre las otras hojas con un inoculo virulento; d. probar dichos mutantes de SAR para determinar la posición del gen mutante en relación con el punto de acción del ácido salicílico en la vía de transduccíón de señal, en donde dichos mutantes de SAR que primero son rociados con sustancias que imitan al ácido salicílico y actúa en casi el mismo punto que el ácido salicílico en la vía de transduccíón de señal para SAR, desafiados con una inoculación virulenta, y luego permanecen sin síntomas muestran un gen mutante de SAR hacia el extremo 5' del punto de acción del ácido salicílico en la vía de transduccíón de señal; e. aislar el ADN de dichas plantas que son homocigóticas para un gel mutante de SAR, y en donde el gen muestra que codifica una proteína que actúa hacia el extremo 5' desde el sitio de acción del ácido salicílíco a lo largo de la vía de transducción de señal; f. sondear dicho ADN para aislar ADNc.
12.- La célula vegetal y plantas de conformidad con la reivindicación 1 1 , caracterizada además porque dicha molécula de ácido nucleico se integra en el ADN cromosómico de la planta.
13.- La molécula de ácido nucleico recombinante de conformidad con la reivindicación 11 ó 12, caracterizada además porque dicha molécula de ácido nucleico recombinante comprende nucleótidos 1 a 439 como se ilustra en SEQ ID NO: 1.
14.- Una proteína de transferencia de lípídos codificada por nucleótidos 36-341 de SEQ ID NO: 1.
15.- Una proteína de transferencia de lípídos que tiene una secuencia de aminoácidos como se ilustra en SEQ ID NO: 2, en donde dicha proteína muestra propiedad de transducción de señal para SAR.
16.- Un anticuerpo que específicamente une la proteína de conformidad con la reivindicación 14 ó 15.
17.- Un método para conferir resistencia sistémica adquirida a una planta que comprende la transformación de dicha planta con un vector que comprende una molécula de ácido nucleico que codifica para una proteína de transferencia de lípidos que presenta propiedad de transducción de señal para SAR, dicha molécula de ácido nucleico obtenible mediante un procedimiento que comprende los pasos de: a. cultivar plantas de tipo silvestre y plantas transformadas con ADN-T y observar para detectar síntomas de enfermedades; b. aislar mutantes de SAR que muestran síntomas de enfermedades; c. realizar pruebas de competencia en SAR para validar la mutación de SAR en dichos mutantes de SAR, en donde SAR está comprendido en una planta mutante de SAR después de haber sido primero tratada sobre una hoja de dicha planta con un inoculo avirulento y después tratada sobre otras hojas de dicha planta con un inoculo virulento en comparación con una planta de tipo silvestre que presenta SAR después de haber sido primero tratada sobre una hoja con un inoculo virulento y después recibió tratamiento sobre las otras hojas con un Inoculo virulento; d. probar dichos mutantes de SAR para determinar la posición del gen mutante en relación con el punto de acción del ácido salicílíco en la vía de transducción de señal, en donde dichos mutantes de SAR que primero son rociados con sustancias que imitan al ácido salicílico y actúa en casi el mismo punto que el ácido salicílico en la vía de transducción de señal para SAR, desafiados con una inoculación virulenta, y luego permanecen sin síntomas muestran un gen mutante de SAR hacia el extremo 5' del punto de acción del ácido salicílico en la vía de transducción de señal; e. aislar el ADN de dichas plantas que son homocigóticas para un gel mutante de SAR, y en donde el gen muestra que codifica una proteína que actúa hacia el extremo 5' desde el sitio de acción del ácido salicílico a lo largo de la vía de transducción de señal; f. sondear dicho ADN para aislar ADNc.
18.- El método de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado además porque dicha región de ácido nucleico comprende nucleótidos 1 a 439 de SEQ ID NO: 1.
19.- El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado además porque dicha proteína tiene una secuencia de aminoácidos como se ilustra en SEQ ID NO: 2.
20.- Un método para aislar mutantes de SAR que posee una región de ácido nucleico que codifica para una proteína de transferencia de lípídos que presenta propiedad de transducción de señal para SAR, caracterizado además porque dicha proteína actúa hacia el extremo 5' desde el punto de acción del ácido salicílico a lo largo de la vía de transducción de señal: a. transformar plantas con un mutágeno para inserción; b. observar para detectar síntomas de enfermedades; c. aislar mutantes de SAR que muestran síntomas de enfermedades; d. rociar dichos mutantes de SAR con una sustancia similar al ácido salicílico; e. observar los fenotipos de dichos mutantes de SAR; y f. seleccionar dichos mutantes de SAR en donde el fenotipo de tipo silvestre es restaurado como el resultado de dicho rociado, en donde dichos mutantes de SAR en donde dicho fenotipo de tipo silvestre es restaurado tiene una región de ácido nucleico que codifica para una proteína de transferencia de lípidos que presenta propiedad de transducción de señal para SAR, en donde dicha proteína actúa hacia el extremo 5' desde el punto de acción del ácido sallcílico a lo largo de la vía de transducción de señal.
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---|---|---|---|
US046475 | 1997-05-14 | ||
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