Publicado

2019-01-01

Evaluación del potencial biotecnológico de un promotor derivado del virus de la distorsión de la hoja de maracuyá (PLDV), un begomovirus que infecta maracuyá

Evaluation of the biotechnological potential of a promoter derived from passion fruit leaf distortion virus (PLDV), a begomovirus that infects passionfruit

DOI:

https://doi.org/10.15446/rev.colomb.biote.v21n1.77636

Palabras clave:

Biobalística, expresión transitoria, gen uidA, mesófilo (es)
Biobalistic, mesophyll, transient expression, uidAgene (en)

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Autores/as

  • Juan Carlos Vaca-Vaca Universidad Nacional de Colombia - Sede Palmira - Facultad de Ciencias Agropecuarias - Departamento de Ciencias Agrícolas - Grupo IPMA
  • Emerson Clovis Carrasco-Lozano Universidad Nacional del Centro del Perú - Facultad de Agronomía
  • Karina Lopez-Lopez Universidad Nacional de Colombia - Sede Palmira - Facultad de Ciencias Agropecuarias https://orcid.org/0000-0003-3623-4725

Los avances biotecnológicos en plantas requieren la bioprospección de nuevos promotores para la expresión de genes de interésagronómico, en particular, es necesario caracterizar nuevos promotores con expresión tejido específica. El objetivo de esta investi-gación fue evaluar la actividad de expresión del promotor del gen AV1que codifica para la proteína de la cápside (CP) del virus de la distorsión de la hoja de maracuyá (Passion fruit leaf distortion virus,PLDV) mediante ensayos transitorios de biobalística de baja presión. Se realizó un análisis de la región promotora del gen AV1empleando herramientas bioinformáticas. Se construyó una fu-sión traduccional (CP-PLDV-GUS), que porta la región promotora del gen AV1de PLDV fusionada al gen reportero uidA(GUS). CP-PLDV-GUS fue bombardeado sobre hojas de plántulas de tabaco cultivadas in vitro empleando una pistola de genes. Como control positivo se utilizó el plásmido pBI121 que porta el gen GUS bajo el control del promotor 35S de CaMV. Se llevaron a cabo 11 re-peticiones, donde la unidad experimental fue la hoja y la variable de respuesta, la expresión transitoria del gen GUS representado por  el  número  de  puntos  azules  observados  en  las  hojas  bombardeadas.  Como  resultado, el  análisis  estadístico  no  paramétrico demostró que existe evidencia muestral suficiente para confirmar que, tanto el promotor AV1del PLDV y 35S de CaMV presentan una actividad de expresión semejante. Finalmente, el promotor del gen AV1de PLDV mostró una fuerte actividad de expresión del gen reportero en las células del mesófilo de las hojas, el cual podría ser usado para conferir expresión tejido específica enplantas transgénicas

Biotechnological advances in plants require the bioprospecting of new promoters for the gene ́s expression of agronomic interest,in particular, it is necessary to characterize new promoters with tissue-specific expression The objective of this research was to eval-uatetheexpressionactivityoftheAV1genepromoterthatcodesforthecapsidprotein(CP)ofthePassion fruit leaf distortion virus(PLDV) by means of transient tests of low pressure biobalistics. An analysis of the promoter region was carried out using bioinfor-matics  tools.  A  CP-PLDV-GUS  translational  fusion  was  constructed,  which  carries  the  promoter  region  of  the AV1gene  of  PLDV fused to the uidAreporter gene (GUS). CP-PLDV-GUS was bombarded on leaves of tobacco seedlings grown in vitro using a gene gun. As a positive control pBI121 carrying the GUS gene under the control of the 35S promoter of CaMV was used. It was carried out  11  repetitions  where  the experimental  unit  was  the  leaf and  the  response  variable  the  transient expression  of  the  GUS  gene represented by number of blue dots observed in the bombarded leaves. As a result, the non-parametric statistical analysis showed that there is sufficient sample evidence to confirm that both the AV1promoter of PLDV and 35S of CaMV exhibit similar expression activity. Finally, the promoter of the AV1gene of PLDV showed a strong activity of expression of the reporter gene in the leaf meso-phyll cells, which could be used to confer tissue-specific expression in transgenic plants.

Referencias

Ashraf M. A., Shahid A. A., Rao A. Q., Bajwa K. S. & Husnain T. (2014) Functional characterization of a bidirectional plant promoter from cotton leaf curl Burewala virus using an Agrobacterium-mediated transient assay. Viruses. 6: 223–242.

Benfey P. N., Ling R. & Chua N-H. (1989) The CaMV 35S enhancer contains at least two domains which can confer different developmental and tissue specific expression patterns. The EMBO Journal. 8(8), 2195-2202.

Benfey P. N., Ling R. & Chua N-H. (1990) Tissue-specific expression from CaMV 35S enhancer subdomains in early stages of plant development. The EMBO Journal. 9(6), 1677–1684.

Borah, B. K., Zarren, F., Baruah, G. & Dasgupta., I. (2016) Insigts into control of geminiviral promoters. Virology. 495, 101-111.

Folimonova, S. Y. & Tilsner, J. (2018) Hitchhikers, highway tolls and roadworks: the interaction of plant viruses with phloem. Curr. Opin. Plant. Biol. 43, 82-88.

Gurr, S. J. & Rushton, P. J. (2005) Engineering plants with increased disease resistance: how are we going to express it? Trends in Biotechnology. 23,283–290.

Gutiérrez C., Ramírez-Parra E., Castellano M. M., Sanz-Burgos A. P., Luque A. & Missich, R. (2004). Geminivirus DNA replication and cell cycle interactions. Vet. Microbiol. 98,111–119.

Hanley-Bowdoin, L., Bejarano, E., Robertson, D. & Mansoor, S. (2013) Geminiviruses: Masters at redirecting and reprograming plant processes. Nature Rev. (11), 777-788.

Hellens R. P., Allan A. C., Friel E. N., Bolitho K., Grafton K., Templeton M. D., Karunairetnam S., Gleave A. P. & Laing W. A. (2005) Transient expression vectors for functional genomics, quantification of promoter activity and RNA silencing in plants. Plant Methods. 1, 13.

Hernández-García, C. M. & Finer, J. J. (2014) Identification and validation of promoters and cis-acting regulatory elements. Plant Science. 217: 109–119.

Hieno A., Naznin H. A., Hyakumachi M., Sakurai T., Tokizawa M., Koyama H., Sato N., Nishiyama T., Hasebe M., Zimmer A. D., Dang D., Reski R., Rensing S., Obokata J. & Yamamoto Y. Y. (2014). PPDB: Plant Promoter Database vwer 3.0. Nucleic Acids Res. 42, D1188-D1192.

Hudson M. E., & Quail P. H. (2003). Identification of promoter motifs involved in the network of phytochrome A-regulated gene expression by combined analysis of genomic sequence and microarray data. Plant Physiol. 133, 1605-1616.

Jefferson R. A., Kavanagh T. A. & Bevan M. W. (1987) GUS fusions: beta-glucuronidase as a sensitive and versatile gene fusion marker in higher plants. EMBO Journal. 6, 3901–3907.

Khan Z. A., Abdin M. Z. & Khan J. A. (2015) Functional characterization of a strong bi-directional constitutive plant promoter isolated from cotton leaf curl Burewala virus. PLoS ONE 10(3): e0121656. doi:10.1371/journal.

Laloum T., De Mita S., Gamas P., Baudin M. & Niebel A. (2013) CCAAT-box binding transcription factors in plants: Y so many? Trends in Plant Science, 18 (3), 157-166.

Lee M. W. & Yang Y. (2006) Transient expression assay by agroinfiltration of leaves. In Arabidopsis Protocols (Salinas, J. and Sanchez-Serrano, J.J., eds), pp. 225–229. New York: Humana Press.

Lee T. I. & Young R. A. 2000. Transcription of eukaryotic protein-coding genes, Annual Review of Genetics. 34, 77–137.

Lescot M., Déhais P., Moreau Y., De Moor B., Rouzé P. & Rombauts S. (2002). PlantCARE: a database of plant cis-acting regulatory elements and a portal to tools for in silico analysis of promoter sequences. Nucleic Acids Res., Database issue, 30(1), 325-327.

Levy, A. & Zafira, T. (2010) Bean dwarf mosaic virus: a model system for study of viral movement. Mol. Plant. Pathol. 11, 451-461.

Lewin B. 2006. Essential GENES. London England. chapter 24.5 The start point for RNA Polymerase II, 435-439 p.

Liu D., Oard S. V. & Oard J. H. (2003). High transgene expression levels in sugarcane (Saccharum officinarum) driven by the rice ubiquitin promoter RUBQ2. Plant Sci. 165, 743–750.

López-López K., Rodríguez-Mora D. & Vaca-Vaca J. C. (2013). Optimización de las condiciones de inoculación por biobalística de un Begomovirus en tomate y tabaco. Rev. Col. Biot. 15(2), 8-17.

Mazithulela G., Sudhakar D., Heckel T., Mehlo L., Christou P., Davies J. W. & Boulton M. I. (2000). The maize streak virus coat protein transcription unit exhibits tissue-specific expression in transgenic rice. Plant Science. 155, 21–29.

Park S. H., Yi N., Kim Y. S., Jeong M. H., Bang S. W. & Choi Y. D. 2010. Analysis of five novel putative constitutive gene promoters in transgenic rice plants. Journal of Experimental Botany. 61, 2459-67.

Peremarti A., Twyman R. M., Gómez-Galera S., Naqvi S., Farre G., Sabalza M., Miralpeix B., Dashevskaya S., Yuan D., Ramessar K., Christou P., Zhu C., Bassie L., & Capell T. (2010) Promoter diversity in multigene transformation. Plant Mol Biol 73, 363–378.

Pulido-Rendón A. J. 2014. Evaluación transitoria del promotor del gen de la proteína de la cápside del virus del mosaico amarillo de la papa (PYMV) - Colombia en plantas de tabaco. Universidad Nacional de Colombia: Biblioteca Sede Palmira, Facultad de Ciencias Agropecuarias, p 82.

Ramesh, S.V., Sahu, P.P., Prassad, M., Praveen, S. & Pappu, H.R. (2017) Geminiviruses and Plant Host: Examination of the Molecular Arms race. Viruses. 9, 256-271.

Ruiz-Medrano R., Guevara-González R. G., Arguello-Astorga G. R., Monsalve-Fonnegra Z., Herrera-Estrella L. R. & Rivera-Bustamante R. F. (1999). Identification of a Sequence Element Involved in AC2-Mediated Transactivation of the Pepper huasteco virus Coat Protein Gene. Virology. 253,162-169.

Rushton P. J., Somssich I. E., Ringler P. & Shen Q. J. (2010) WRKY transcription factors. Trends in Plant Science. 15(5), 247-248.

Shivaprasad P. V., Akbergenov R., Trinks D., Rajeswaran R., Veluthambi K., Hohn T. & Pooggin M. M. (2005). Promoters, Transcripts, and Regulatory Proteins of Mungbean Yellow Mosaic Geminivirus. Journal Virol. 79(13), 8149–8163.

Sparkes I. A., Runions J., Kearns A. &Hawes C. (2006). Rapid, transient expression of fluorescent fusion proteins in tobacco plants and generation of stably transformed plants. Nature Protoc. 1, 2019–2025.

Stam M., Mol J. N. M. & Kooter J. M. (1997). The silence of genes in transgenic plants. Annals of Botany. 79, 3–12.

Sudowe, S. & Reske-Kunz, A. Biolistic DNA Delivery: Methods and Protocols. Human Press, New York. 2013.

Sunter G. & Bisaro D. M. (1997). Regulation of a geminivirus coat protein promoter by AL2 protein (TrAP): evidence for activation and derepression mechanisms, Virology. 232, 269–280.

Vaca-Vaca, J. C., Carrasco-Lozano, E. C., Rodríguez-Rodríguez, M., Betancur-Perez, J. F. & López-López, K. (2016) Primer reporte de un begomovirus presente en maracuyá amarillo [Passiflora edulis f. flavicarpa (Degener)] en Valle del Cauca, Colombia. Revista Colombiana de Biotecnología. 8 (2), 56-65.

Vaca-Vaca J. C., Carrasco-Lozano E. C. & López-López K. (2017). Molecular identification of a new begomovirus infecting yellow passion fruit (Passiflora edulis) in Colombia. Archives of virology. 162,573-576.

Vaca-Vaca J. C., Pulido-Rendón A. J. & López-López K. (2014) Optimization of low pressure biobalistics conditions for analysis of transient expression of heterologous gene in tobacco leaves tobacco cultivated in vitro. Acta Agronómica. 64 (2), 146-155.

Vuorien, A.L., Kelloniemi, J. & Valkonenm, J.P.T. (2011) Why Do Viruses need phoem for systemic invasión of plants? Plant Sci. 181, 355-363.

Yamasaki K., Kigawa T., Seki M., Shinozaki K., & Yokoyama S. (2013) DNA-binding domains of plant-specific transcription factors: structure, function, and evolution. Trends in Plant Science. 18 (5), 267-276.

Yang. Q.Y., Ding, B. & Zhou, X. (2017). Geminiviruses and their application in biotechnology. J. Integ. Agriculture. 16(12), 2761-71.

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Vaca-Vaca, J. C., Carrasco-Lozano, E. C. & Lopez-Lopez, K. (2019). Evaluación del potencial biotecnológico de un promotor derivado del virus de la distorsión de la hoja de maracuyá (PLDV), un begomovirus que infecta maracuyá. Revista Colombiana de Biotecnología, 21(1), 91–100. https://doi.org/10.15446/rev.colomb.biote.v21n1.77636

ACM

[1]
Vaca-Vaca, J.C., Carrasco-Lozano, E.C. y Lopez-Lopez, K. 2019. Evaluación del potencial biotecnológico de un promotor derivado del virus de la distorsión de la hoja de maracuyá (PLDV), un begomovirus que infecta maracuyá. Revista Colombiana de Biotecnología. 21, 1 (ene. 2019), 91–100. DOI:https://doi.org/10.15446/rev.colomb.biote.v21n1.77636.

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Vaca-Vaca, J. C.; Carrasco-Lozano, E. C.; Lopez-Lopez, K. Evaluación del potencial biotecnológico de un promotor derivado del virus de la distorsión de la hoja de maracuyá (PLDV), un begomovirus que infecta maracuyá. Rev. colomb. biotecnol. 2019, 21, 91-100.

ABNT

VACA-VACA, J. C.; CARRASCO-LOZANO, E. C.; LOPEZ-LOPEZ, K. Evaluación del potencial biotecnológico de un promotor derivado del virus de la distorsión de la hoja de maracuyá (PLDV), un begomovirus que infecta maracuyá. Revista Colombiana de Biotecnología, [S. l.], v. 21, n. 1, p. 91–100, 2019. DOI: 10.15446/rev.colomb.biote.v21n1.77636. Disponível em: https://revistas.unal.edu.co/index.php/biotecnologia/article/view/77636. Acesso em: 16 mar. 2026.

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Vaca-Vaca, Juan Carlos, Emerson Clovis Carrasco-Lozano, y Karina Lopez-Lopez. 2019. «Evaluación del potencial biotecnológico de un promotor derivado del virus de la distorsión de la hoja de maracuyá (PLDV), un begomovirus que infecta maracuyá». Revista Colombiana De Biotecnología 21 (1):91-100. https://doi.org/10.15446/rev.colomb.biote.v21n1.77636.

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Vaca-Vaca, J. C., E. C. Carrasco-Lozano, y K. Lopez-Lopez. «Evaluación del potencial biotecnológico de un promotor derivado del virus de la distorsión de la hoja de maracuyá (PLDV), un begomovirus que infecta maracuyá». Revista Colombiana de Biotecnología, vol. 21, n.º 1, enero de 2019, pp. 91-100, doi:10.15446/rev.colomb.biote.v21n1.77636.

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Vaca-Vaca, Juan Carlos, Emerson Clovis Carrasco-Lozano, y Karina Lopez-Lopez. «Evaluación del potencial biotecnológico de un promotor derivado del virus de la distorsión de la hoja de maracuyá (PLDV), un begomovirus que infecta maracuyá». Revista Colombiana de Biotecnología 21, no. 1 (enero 1, 2019): 91–100. Accedido marzo 16, 2026. https://revistas.unal.edu.co/index.php/biotecnologia/article/view/77636.

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Vaca-Vaca JC, Carrasco-Lozano EC, Lopez-Lopez K. Evaluación del potencial biotecnológico de un promotor derivado del virus de la distorsión de la hoja de maracuyá (PLDV), un begomovirus que infecta maracuyá. Rev. colomb. biotecnol. [Internet]. 1 de enero de 2019 [citado 16 de marzo de 2026];21(1):91-100. Disponible en: https://revistas.unal.edu.co/index.php/biotecnologia/article/view/77636

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