Análisis de enriquecimiento funcional y de redes de interacción proteína-proteína de genes diferencialmente expresados en accesiones de Solanum goniocalyx resistente y susceptible a Phytophthora infestans

Abstract

El tizón tardío, causado por el oomyceto patógeno Phytophthora infestans, es la principal enfermedad que afecta al cultivo de la papa. Debido a que es un riesgo para la seguridad alimentaria, se han identificado genes de resistencia a P. infestans en cultivares comerciales de papa para ser empleados en programas de cruza y fitomejoramiento; sin embargo, son pocos los estudios que han evaluado la resistencia a nivel molecular en variedades locales. En el presente trabajo, se utilizaron herramientas bioinformáticas para determinar las funciones biológicas, rutas metabólicas y relaciones funcionales existentes entre las proteínas putativas de genes diferencialmente expresados (DEGs) en Solanum goniocalyx por su reacción resistente y susceptible a Phytophthora infestans cepa POX-67 a las 0 y 48 horas post-inoculación (hpi). Los resultados evidencian genes más expresados que codifican a quinasas, proteínas NBS-LRR y proteínas relacionadas a almacenamiento de metabolitos secundarios en el estado basal de la accesión resistente Wira Pasña (CIP 704270) en comparación con la susceptible Sumaq Perqa (CIP 703777), los cuales podrían conferir una ventaja constitutiva frente a factores bióticos. No obstante, la resistencia a tizón tardío en Wira Pasña estaría dada por los genes NBS-LRR, encontrando genes anotados como Rpi-vnt1 que se conoce confieren resistencia contra la cepa POX-67. Adicionalmente, se encontraron genes que codifican a proteínas involucradas en mecanismos de retrotransposición, las cuales podrían regular la expresión de los genes de resistencia a P. infestans en Wira Pasña.

Late blight, caused by the pathogen oomycete Phytophthora infestans, is the main disease that affects potato crops. Because of this threat to food security, resistance genes against P. infestans have been identified in commercial potato cultivars to be used in breeding and crop improvement programmes. However, few studies have evaluated molecular resistance in potato landraces. Here, we used bioinformatic tools to determine biological functions, metabolic pathways and functional relationships among putative proteins of differential expressed genes in Solanum goniocalyx by its susceptible and resistant reaction to Phytophthora infestans POX-67 at 0 and 48 hours post inoculation (hpi). The results show more expressed genes that encode kinases, NBS-LRR proteins and proteins related to secondary metabolites storage in the basal state of the resistant accession Wira Pasña (CIP 704270) compared to the susceptible Sumaq Perqa (CIP 703777), which could confer a constitutive advantage against biotic stress. However, the resistance against late blight in Wira Pasña would be given by NBS-LRR genes, being found genes annotated as Rpi-vnt1 known to confer resistance against the POX-67 isolate. In addition, it was found genes that encode proteins involved in retrotransposition mechanisms, which could regulate the expression of resistance genes to P. infestans in Wira Pasña.