Modelo computacional de la interacción compatible entre Phytophthora infestans y Solanum tuberosum a través de la reconstrucción computacional del metabolismo de la planta y datos de expresión génica

Solanum tuberosum, la papa común, es uno de los principales cultivos para el consumo humano; el patógeno más importante que afecta su producción es el oomicete Phytophthora infestans, causante de la enfermedad del tizón tardío. Análisis de la expresión génica en plantas enfermas sugieren disminución de la capacidad de fijación de CO2. Este trabajo presenta un modelo metabólico computacional de la interacción compatible entre S. tuberosum y P. infestans, para analizar a nivel sistémico, los mecanismos metabólicos asociados a la fotosíntesis (reacciones lumínicas y fijación de CO2) en plantas enfermas. Para este fin se reconstruyó la red metabólica de la planta a partir de anotaciones funcionales del genoma de S. tuberosum y bases de datos bioquímicas y metabólicas. La reconstrucción fue refinada manualmente y automáticamente usando el paquete “g2f”, desarrollado para este trabajo en el lenguaje de programación R. La reconstrucción refinada se transformó en un modelo metabólico computacional, al cual se le integraron datos de expresión génica obtenidos durante la interacción compatible entre S. tuberosum y P. infestans en tres momentos (0, 2 y 3 días post-inoculación); para esto se desarrolló el paquete de R “exp2flux”, que permite integrar restricciones de flujo a partir de datos ómicos a modelos metabólicos. El análisis de balance de flujo, mostró disminución de flujos metabólicos en la ruta de fijación de CO2 y en las reacciones lumínicas de la fotosíntesis durante la infección. Este trabajo reafirma la disminución de la capacidad de fijación de CO2 y sugiere, además, una supresión general de la capacidad fotosintética en la planta durante la interacción compatible con P. infestans, probablemente asociada a un mecanismo de defensa. Aquí se reporta la primer reconstrucción metabólica a escala genómica de S. tuberosum y el primer modelo metabólico a escala genómica de una interacción plantapatógeno.

• Autores: Botero Orozco, Kelly Johana
• Fecha de publicación: 2016
• Institución: Universidad Nacional de Colombia
• Repositorio: Universidad Nacional de Colombia
• Idioma: spa
• OAI Identifier: oai:repositorio.unal.edu.co:unal/58912
• Acceso en línea: https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/58912; http://bdigital.unal.edu.co/55962/
• Palabra clave: 5 Ciencias naturales y matemáticas / Science; 57 Ciencias de la vida; Biología / Life sciences; biology; 6 Tecnología (ciencias aplicadas) / Technology; 62 Ingeniería y operaciones afines / Engineering; Solanum tuberosum; Genome-scale metabolic model; Phytophthora infestans; Genome -scale metabolic network reconstruction; Modelo metabólico a escala genómica; Fotosíntesis; Plant-pathogen interaction; Genome-scale metabolic model; Photosynthesis
• Rights: openAccess
• License: Atribución-NoComercial 4.0 Internacional