Bogotá - Ciencias - Doctorado en Ciencias - Biología · 2025

Evaluación molecular de la diversidad y arquitectura genética de la resistencia a la bacteriosis vascular de la yuca (Manihot esculenta Cranz) en Colombia

La yuca (Manihot esculenta Cranz) se posiciona como uno de los cultivos más importantes para la seguridad alimentaria en el mundo. Sin embargo, su producción se ve limitada por la bacteriosis vascular de la yuca (CBB), enfermedad ocasionada por la bacteria fitopatógena Xanthomonas phaseoli pv. manihotis (Xpm). Esta tesis doctoral, hace uso de la heterogeneidad regional en Colombia, adyacente al centro de diversificación y con documentada tradición en el uso de la yuca, para investigar la diversidad genética del cultivo y la arquitectura genética de la resistencia a CBB. A través de la genotipificación por secuenciación (GBS por Genotyping by Sequencing) de una población de 176 cultivares de yuca se identificaron tres clústeres genéticos con valores de diversidad moderadamente altos y con correspondencia geográfica. Las firmas de selección reveladas por SNPs outliers en los materiales evaluados se relacionan con los tres clústeres genéticos, dando indicio de adaptaciones regionales específicas, con mecanismos de defensa en materiales amazónicos, con respuesta al estrés en materiales predominantes de la región Andina y metabolismo de carbohidratos y resistencia a sequía en materiales del Caribe. Paralelamente, con 111 cultivares de la misma población de estudio, se realizó un estudio de asociación del genoma completo (GWAS por Genome-Wide Association Study) para la respuesta de defensa a Xpm681. En total siete QTNs (Quantitative Trait Nucleotide) fueron asociados significativamente a la resistencia a CBB. Dentro de las ventanas de desequilibrio de ligamiento de los QTNs co-localizan 37 genes candidatos. Cuatro QTNs se ubican en regiones génicas de genes que codifican para proteínas de tipo quinasa asociada a pared celular (WAK) (Manes.01G013225), fucosyltransferasa (Manes.01G104100), beta-glucosidase (Manes.07G001700) y un factor de transcripción BES1/BZR1 (Manes.13G136500). La expresión génica de los 37 genes candidatos fueron indagados en perfiles transcriptómicos previamente reportados bajo la interacción compatible Xpm681-cv60444. Del total de genes candidatos, cuatro presentaron expresión génica diferencial. Los genes codificantes para la WAK (Manes.01G013225) y una coniferyl alcohol glucosyltransferase (Manes.13G136600) fueron inducidos, mientras que aquellos codificantes para una beta-glucosidase (Manes.07G001400) y CYP79D1 (Manes.07G001400) codificante para una enzima citocromo P450 (ambos del metabolismo cianogénico) fueron reprimidos. Además, al buscar sitios de unión para efectores TAL (Transcription Activator-Like effectors) de la cepa Xpm681 en los genes candidatos, se identificó que los cuatro genes con expresión diferencial contienen sitios de unión para estos efectores. Finalmente, se identificó un alelo asociado al gen candidato CYP79D1 (Manes.07G001400) con configuración heterocigótica exclusiva del germoplasma amazónico que confiere mayor resistencia, mientras otro alelo vinculado a beta-glucosidasa mostró efecto negativo, aumentando la susceptibilidad. Estos hallazgos aportan al entendimiento de la arquitectura genética de la resistencia a la bacteriosis vascular de la yuca y destacan el valor del germoplasma colombiano como recurso importante para el futuro del cultivo de yuca. (Texto tomado de la fuente)

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