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Design of expression cassettes using the Cry1Ba1 gene for potato (Solanum tuberosum L.) varieties
Diseño de casetes de expresión para variedades de papa (Solanum tuberosum L.), basados en el gen Cry1Ba1
DOI:
https://doi.org/10.15446/agron.colomb.v37n2.70796Keywords:
Bacillus thuringiensis, freedom to operate analysis, patatin promoter, Tecia solanivora (en)Bacillus thuringiensis, análisis de libertad de operación, promotor de patatina, Tecia solanivora (es)
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The most serious insect pest problem in the potato crop in Colombia is the lepidopteran Tecia solanivora that causes
significant economic losses. In this research, we designed
expression cassettes based on the cry1Ba1 gene of Bacillus
thuringiensis that could confer resistance to T. solanivora via the variety Pastusa Suprema. We selected the elements of the
designed expression cassettes through an analysis of scientific
literature and patent databases; the considered factors were the
proteolytic activation of the Cry1Ba1 protoxin, modification of
codonic use, polyadenylation signals, and cryptic splicing sites. We used a tissue-specific patatine promoter to reduce potential
biosafety risks, because it is expressed only in the tuber. The
freedom to operate analysis suggests that the commercial use of the designed expression cassettes in transgenic potato plants does not affect the rights of third parties in Colombia.
El más grave problema de insectos plaga en el cultivo de la papa en Colombia, es el lepidóptero Tecia solanivora, que causa
importantes pérdidas económicas. En este trabajo se diseñaron
casetes de expresión basados en el gen cry1Ba1 de Bacillus
thuringiensis que pudiesen conferir resistencia a T. solanivora para la variedad Pastusa Suprema. Los elementos de los casetes de expresión diseñados fueron seleccionados mediante un análisis de literatura científica y de bases de datos de patentes;
se tuvieron en cuenta los siguientes factores: activación proteolítica de la protoxina Cry1Ba1, modificación de uso codónico, señales de poliadenilación y sitios crípticos de splicing. Se usó un promotor tejido específico de patatina que puede disminuir potenciales riesgos de bioseguridad, debido a que se expresa solo en el tubérculo. El análisis de libertad de operación sugiere que el uso comercial de los casetes de expresión diseñados en plantas transgénicas de papa no afecta los derechos de terceros en el territorio de Colombia.
References
Andersson, M., A. Trifonova, A. Andersson, M. Johansson, L. Bulow, and P. Hofvander. 2003. A novel selection system for potato transformation using a mutated AHAS gene. Plant Cell Rep. 22(4), 261-267. Doi: 10.1007/s00299-016-2062-3 Doi: 10.1007/s00299-003-0684-8
Bah, A., K. van Frankenhuyzen, R. Brousseau, and L. Masson. 2004. The Bacillus thuringiensis Cry1Aa toxin: effects of trypsin and chymotrypsin site mutations on toxicity and stability. J. Invertebr. Pathol. 85(2), 120-127. Doi: 10.1016/j.jip.2004.02.002
Deist, B., M. Rausch, M. Fernandez-Luna, M. Adang, and B. Bonning. 2014. Bt Toxin Modification for Enhanced Efficacy. Toxins 6(10), 3005-3027. Doi: 10.3390/toxins6103005
FEDEPAPA. 2017. Informe de gestión, Fondo Nacional de Fomento URL: http://fedepapa.com/LEY%20DE%20TRANSPARENCIA/INFORMES%20DE%0GESTION/INFORME%20DE%20GESTI%C3%93N%20FNFP%20IER%20SEMETRE%202017.pdf (accessed 5 January 2018).
Hincapié, V. and A. Chaparro-Giraldo. 2014. Estudio de libertad de operación para una línea genéticamente modificada de papa (Solanum tuberosum L.) Rev. Colomb. Biotecnol. 16(1), 119-128. Doi: 10.15446/rev.colomb.biote.v16n1.44260
Instituto Colombiano Agropecuario ICA. 2011. Manejo Fitosanitario del cultivo de la papa. URL: http://www.ica.gov.co/getattachment/b2645c33-d4b4-4d9d-84ac-197c55e7d3d0/Manejofitosanitario-del-cultiva-de-la-papa-nbsp;-.aspx (accessed 13 November 2015).
Instituto Colombiano Agropecuario ICA. 2015. Informe Especial: Polilla Guatemalteca o Polilla de la papa. URL: https://www.ica.gov.co/Noticias/Todas/2016/Informe-especial-PolillaGuatemalteca-o-Polilla-de.aspx (accessed 5 January 2018).
ISAAA. 2017. Global status of commercialized Biotech/GM crops in 2017: Biotech crop adoption surges as economic benefits accumulate in 22 years. ISAAA Brief No. 53. ISAAA, Ithaca, NY, USA.
Jiménez, J.P., A. Chaparro-Giraldo, and J. Blanco. 2009. Evaluación de diferentes combinaciones fitohormonales en la regeneración de Solanum tuberosum (Solanaceae) var. Pastusa Suprema a partir de explantes internodales. Rev. Colomb. Biotecnol. 11(2), 66-74.
Jung S-K. and K. McDonald. 2011. Visual gene developer: a fully programmable bioinformatics software for synthetic gene optimization. BMC Bioinformatics 12(1), 1-13. Doi: 10.1186/1471-2105-12-340
Khan, R.S., M. Nishihara, S. Yamamura, I. Nakamura, and M. Mii. 2006. Transgenic potatoes expressing wasabi defensin peptide confer partial resistance to gray mold (Botrytis cinerea). Plant Biotechnol. J. 23(2), 179-183. Doi: 10.5511/plantbiotechnology.23.179
Klümper, W. and M. Qaim. 2014. A meta-analysis of the impacts of genetically modified crops. PloS one 9(11) 1-7. Doi: 10.1371/journal.pone.0111629
Li, N., M. Sun, Z. Jiang, H. Shu, and S. Zhang. 2016. Genome-wide analysis of the synonymous codon usage patterns in apple. J. Integr. Agric 15(5), 983-991. Doi: 10.1016/S2095-3119(16)61333-3
López, A. and A. Chaparro-Giraldo. 2007. Propuesta de un sistema de transformación de plantas de papa (Solanum tuberosum sp. andigena var. Pastusa suprema) mediado por Agrobacterium tumefaciens. Agron. Colomb. 25 (1), 16-25.
López-Pazos, S.A., A.C. Rojas-Arias, S.A. Ospina, and J. Cerón. 2010. Activity of Bacillus thuringiensis hybrid protein against a lepidopteran and a coleopteran pest. FEMS Microbiol. Lett. 302(2), 93-98. Doi: 10.1111/j.1574-6968.2009.01821.x
López-Pazos, S.A. and J. Cerón. 2013. Biological activity of insecticidal toxins: structural basis, site-directed mutagenesis and perspectives. pp. 273-302. In: Figurski, D. (ed.). Genetic manipulation of DNA and protein - examples from current research. In Tech, London, UK. Doi: 10.5772/2156
Martínez, W., D. Uribe, and J. Cerón. 2003. Efecto tóxico de proteínas Cry1 de Bacillus thuringiensis sobre larvas de Tecia solanivora (Lepidoptera Gelechiidae). Rev. Colomb. Entomol. 29(1), 89-93.
Miranda, R., F. Zamudio, and A. Bravo. 2001. Processing of Cry1Ab δ-endotoxin from Bacillus thuringiensis by Manduca sexta and Spodoptera frugiperda midgut proteases: role in protoxin activation and toxin inactivation. Insect Biochem. Mol. Biol. 31(12), 1155-1163. Doi: 10.1016/S0965-1748(01)00061-3
Molla, M.H., K.M. Nasiruddin, M. Al-Amin, M.S. Haque, and M. Zzaman. 2012. Standardization of protocol for Agrobacteriummediated transformation in potato (Solanum tuberosum L.). Bangladesh J. Agril. Res. 37(2), 185-194. Doi: 10.3329/bjar.v37i2.11220
Meiyalaghan, S., P.J. Barrell, J.M.E. Jacobs, and A.J. Conner. 2011. Regeneration of multiple shoots from transgenic potato events facilitates the recovery of phenotypically normal lines: assessing a cry9Aa2 gene conferring insect resistance. BMC Biotechnol. 11(1), 93. Doi: 10.1186/1472-6750-11-93
Niño, L. 2004. Revisión sobre la Polilla de la Papa Tecia solanivora en Centro y Suramérica. Suplemento Revista Latinoamericana de la papa, 4-21.
Pigott, C.R. and D.J. Ellar. 2007. Role of receptors in Bacillus thuringiensis crystal toxin Activity. Microbiol. Mol. Biol. Rev. 71(2), 255-281. Doi: 10.1128/MMBR.00034-06
Pitre, L., J. Hernández-Fernández, and J. Bernal. 2008. Toxicidad de δ-endotoxinas recombinantes de Bacillus thuringiensis sobre larvas de la polilla guatemalteca (Tecia solanivora) (Lepidóptera: Gelechiidae). Rev. Colomb. Biotecnol. 10(2), 85-96.
Sauka, D.H. and G.B. Benintende. 2008. Bacillus thuringiensis: generalidades: Un acercamiento a su empleo en el biocontrol de insectos lepidópteros que son plagas agrícolas. Rev. Argent. Microbiol. 40(2), 124-140.
Soberón, M. and A. Bravo. 2007. Las toxinas Cry de Bacillus thuringiensis: modo de acción y consecuencias de su aplicación. Biotecnologia 14, 303-314.
Torres, E.S., J. Torres, C. Moreno, and R. Arango. 2012. Desarrollo de líneas transgénicas de una variedad androestéril de papa, potencialmente resistentes a Tecia solanivora Povolny. Agron. Colomb. 30(2), 163-171.
Trujillo, C., E. Rodríguez, S. Jaramillo, R. Hoyos, S. Orduz, and R. Arango. 2001. One-step transformation of two Andean potato cultivars (Solanum tuberosum L. sp. andigena). Plant Cell Rep. 20(7), 637-641. Doi: 10.1007/s002990100381
Valderrama, A.M., N. Velásquez, E. Rodríguez, A. Zapata, M.A. Zaidi, I. Altosaar, and R. Arango. 2007. Resistance to Tecia solanivora (Lepidoptera: Gelechiidae) in three transgenic Andean varieties of potato expressing Bacillus thuringiensis CrylAc protein. J. Econ. Entomol. 100(1), 172-179.
Vanegas, P.A., J. Blanco, and A. Chaparro-Giraldo. 2010. Expresión de la proteína Cry1Ac en tejidos de líneas transgénicas de papa (Solanum tuberosum spp. Andigena) var. Diacol Capiro. Acta Biol. Colomb. 15(2), 101-114.
Vargas, B., S. Rubio, and A. López-Ávila. 2004. Estudios de hábitos y comportamiento de la polilla guatemalteca Tecia Solanivora (Lepidoptera Gelechiidae) en papa almacenada. Rev. Colomb. Entomol. 30(2), 211-217.
Villanueva, D., J. Torres, H. Rivera, V. Núñez, R. Arango, and F. Ángel. 2014. Líneas colombianas de papa genéticamente modificadas resistentes a Tecia solanivora (Lepidoptera: Gelechiidae) bajo campo confinado. Rev. Colomb. Entomol. 40(2), 148-157.
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