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Ficha n°247 - Agosto 2006
Es descubierto el primer gen de resistencia
al virus de la mancha amarilla en el arroz
©IRD/Laurence Albar
l virus de la mancha amarilla, o RYMV, es responsable de una importante disminución del rendimiento de
la producción de arroz en el
continente africano. La utilización de variedades resistentes constituye la principal
esperanza de reducir de
manera significativa las pérdidas registradas durante las
cosechas. Un gen responsable de una resistencia mayor
del arroz a dicho virus fue
recientemente identificado
por Laurence Albar, genetista del IRD. Este gen, Rymv1,
está vinculado con una función biológica esencial de la
planta ya que permite traducir los ARN mensajeros celulares (1) en proteínas. Los
investigadores demostraron
que, en algunas variedades,
pequeñas mutaciones registradas en una zona particular
de este gen son responsables de la resistencia. Según
hipótesis previas, en una
variedad sensible a la infección, el virus interactúa con
el factor codificado por el
gen RYMV1 y lo utiliza para
su propio beneficio. Estas
investigaciones permitirán, a
corto plazo, facilitar la transferencia de este gen por cruzamientos entre variedades
resistentes y sensibles. Este
resultado abre importantes
perspectivas para la comprensión del mecanismo de
resistencia y la utilización de
este gen en selección varietal por instituciones asociadas, como el ADRAO (Centro
del arroz para África) y los
institutos nacionales de
investigación de África y de
Madagascar.
Variedad de arroz sensible al RYMV
El RYMV, o virus de la mancha amarilla del
arroz, fue identificado por vez primera en
1966 en Kenia. Desde esa fecha, su presencia ha sido reportada en la mayoría de los
países de África que cultivan arroz. La enfermedad se caracteriza por la aparición de
manchas y, posteriormente, de necrosis en
las hojas. La fertilidad y el desarrollo de los
granos se ven afectados, lo que provoca pérdidas considerables en las cosechas.
La transmisión del RYMV se efectúa vía
insectos vectores o por simple contacto entre
plantas. Se han implementado medidas profilácticas, como la siembra directa o el enterramiento de las pajas, con el fin de limitar la
propagación de la enfermedad, pero la verdadera esperanza para reducir el impacto del
RYMV reside en la utilización de las variedades resistentes.
Después de la infección por el virus de la
mancha amarilla, algunas escasas variedades tradicionales de arroz de la especie asiática, O. sativa, y de la especie africana, O. glaberrima, no presentan generalmente ni síntomas foliares, ni impacto en la cosecha. Sin
embargo, estas diferentes variedades no
poseen las características agronómicas
requeridas para el cultivo intensivo de riego o
de tierras bajas (depresiones), en donde la
enfermedad produce los mayores daños. Un
equipo de genetistas del IRD estudia, desde
hace varios años, las bases genéticas de
esta resistencia, con el fin de facilitar su transferencia hacia variedades de interés agronómico sensibles a los virus y, de esta manera,
optimizar su utilización.
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Ficha n°247 - Agosto 2006
Para mayor información
CONTACTO :
ALAIN GHESQUIÈRE
O LAURENCE ALBAR,
IRD, Génome et développement
des plantes, UMR5096,
+33 (0)4 67 41 61 53,
alain.ghesquiere@mpl.ird.fr o
laurence.albar@mpl.ird.fr
RELACIONES PRENSA:
+33 (0)1 48 03 75 19 ;
presse@paris.ird.fr
INDIGO, ILUSTRACIONES DEL IRD
+33 (0)1 48 03 78 99 ;
indigo@paris.ird.fr
Una serie de estudios de genética clásica
reveló que la resistencia era controlada por
un gen recesivo único.
Posteriormente, enfoques de cartografía
genética permitieron identificar un fragmento
perteneciente al cromosoma 4 y que contiene el gen de resistencia. Los datos de la
secuenciación del genoma del arroz fueron
muy útiles para analizar en ese fragmento si
un gen determinado podía originar la resistencia al RYMV. Con base en datos bibliográficos, el gen eIF(iso)4G, involucrado en la
traducción de los ARNs celulares y llamado
Rymv1, resultó ser el mejor candidato. La
validación funcional de este gen de resistencia fue realizada por transformación genética.
Para lograrlo, se modificó una descendencia
de arroz resistente, al introducir por transgénesis el alelo de sensibilidad de este gen.
Las descendencias de las plantas transformadas, que revelan una restauración de la
sensibilidad, ponen sistemáticamente al descubierto la presencia del transgén.
REFERENCIAS:
ALBAR L., BANGRATZ-REYSER
M., HEBRARD E., NDJIONDJOP
M.N., JONES M., GHESQUIÈRE
A.: Mutations in the
eIF(iso)4G translation initiation factor confer high resistance of rice to Rice yellow
mottle virus. (2006) The
Plant Journal 47, 417 – 426.
PARA MAYOR INFORMACIÓN :
ELUSIÓN DE LAS RESISTENCIAS:
HÉBRARD E., PINEL-GALZI A.,
BERSOULT A., SIRÉ C. AND
FARGETTE D.: Emergence of
a resistance-breaking isolate
of Rice yellow mottle virus
during serial inoculations is
due to single substitution in
the genome-linked viral protein VPg. (2006) J. General.
Virology 87 : 1369 -1373.
RESISTENCIAS TRANSGÉNICAS :
KOUASSI N. K., CHEN L., SIRÉ
C., BANGRATZ-REYSER M.,
BEACHY R. N., FAUQUET C.
M., AND BRUGIDOU C. :
Expression of rice yellow
mottle virus coat protein
enhances virus infection in
transgenic plants. (2006)
Archives of Virology, in
press.
PALABRAS CLAVE :
VIRUS DE LA MANCHA AMARILLA, ARROZ, RESISTENCIA..
Los virus están constituidos por un pequeño genoma que codifica para un número limitado de proteínas (5 en el RYMV). Por lo
tanto, los virus necesitan las proteínas de su
hospedero para llevar a cabo las diferentes
etapas de su ciclo infeccioso. Una de las proteínas que requiere el virus de la mancha
amarilla parece ser el factor codificado por el
gen Rymv1 que está probablemente involucrado en la traducción de las proteínas virales, pero tal vez asimismo en otros procesos
como el movimiento del virus en el seno de
una célula.
Los investigadores descubrieron mutaciones del gen, que analizaron en tres variedades resistentes diferentes. Éstas son distintas pero están ubicadas en la misma
región del gen y en una posición externa
favorable para interactuar con el virus. Según
parece, por lo tanto, en estas variedades, la
mutación no altera el papel de la proteína en
sus principales funciones biológicas, pero
puede impedir su interacción con el virus, que
se ve entonces bloqueado en una de las etapas de su ciclo infeccioso.
En forma paralela, un equipo de virólogos
del IRD demostró que era posible seleccionar
en laboratorio cepas de RYMV, eludiendo
este gen de resistencia y que dicha evasión
era determinada por mutaciones en una de
las proteínas virales. Los dos enfoques
convergen ahora para tratar de determinar
los mecanismos moleculares de la resistencia o de la sensibilidad, a partir de interacciones directas entre la proteína del arroz y la del
virus. La comprensión de estos mecanismos
permitirá especular mejor en torno a la explotación a largo plazo de este gen de resistencia.
Otra estrategia para contrarrestar este
virus fue desarrollada en el IRD : al introducir
por transgénesis en el genoma de las plantas, una parte de los genes virales, como fue
realizado en otras interacciones planta/virus,
los investigadores trataron de inducir la resistencia al RYMV. Los resultados revelan que
las plantas transgénicas tan sólo tienen una
resistencia parcial y de escasa duración y
pueden incluso presentar una sensibilidad
mayor. En el caso particular de la interacción
arroz/RYMV, la estrategia de introducción de
un gen viral por transgénesis no aporta por lo
tanto ventajas en relación con la utilización de
las resistencias naturales.
La aplicación de esta investigación consiste en facilitar el mejoramiento de la producción de arroz en los países afectados por el
virus de la mancha amarilla. Actualmente, el
IRD transfiere por cruzamiento el gen Rymv1
en algunas variedades importantes desde el
punto de vista agronómico y las descendencias correspondientes han sido donadas a
diferentes instituciones nacionales de investigación (Costa de Marfi, Senegal,
Madagascar) o internacionales como el
Centro del Arroz para África (Warda, Benín)
para ser utilizadas en programas de selección varietal.
(1) ARN mensajero : molécula de ácido
ribonucléico transcrita a partir del ADN de
un gen y que sirve de modelo para la traducción de una proteína.
(2) Alelo : cada una de las diferentes formas posibles de un mismo gen.
Redacción – IRD : Aude Sonneville
Traducción : Annie Carrillo
Marie Signoret, coordinatrice
Délégation à l’information et à la communication
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