Inhibición del crecimiento de Aspergillus flavus y la producción de aflatoxina en transgénicos maíz expresando el inhibidor de la α-amilasa de Lablab purpureus L.

Kanniah Rajasekaran; Ronald  J. Sayler; Rajtilak Majumdar; Christine  M. Sickler; Jeffrey  W. Cary

doi:10.3791/59169

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Artículo de método

Inhibición del crecimiento de Aspergillus flavus y la producción de aflatoxina en transgénicos maíz expresando el inhibidor de la α-amilasa de Lablab purpureus L.

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DOI:

10.3791/59169

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15 de febrero de 2019

Kanniah Rajasekaran¹ , Ronald J. Sayler² , Rajtilak Majumdar¹ , Christine M. Sickler¹ , Jeffrey W. Cary¹

¹Southern Regional Research Center, USDA-ARS, Food and Feed Safety Research Unit, ²Department of Plant Pathology, University of Arkansas

En este artículo

Resumen

Aquí presentamos un protocolo para analizar el crecimiento de Aspergillus flavus y la producción de aflatoxinas en granos de maíz expresando una proteína antifúngica. Utilizando una cepa de expresión de GFP de a. flavus supervisamos la infección y la propagación del hongo en granos maduros en tiempo real. El ensayo es rápido, fiable y reproducible.

Resumen

Contaminación por aflatoxinas en los cultivos de alimentos y piensos es un grave problema en todo el mundo. Las aflatoxinas, producidas por el hongo Aspergillus flavus (a. flavus) son potentes carcinógenos que reducen sustancialmente el valor de la cosecha de maíz y otros cultivos ricos del aceite como maní además de amenaza grave para la salud humana y animal. Diferentes enfoques, incluyendo la cría tradicional, expresión transgénica de proteínas de resistencia asociada y ARN de interferencia (ARNi)-basado en el silenciamiento génico inducido por el anfitrión del crítico a. flavus objetivos gene, están siendo evaluados para aumentar resistencia a aflatoxinas en cultivos susceptibles. Últimos estudios han demostrado un papel importante de α-amilasa en la producción de patogenesia y aflatoxina a. flavus , sugiriendo a este gen enzimático es un blanco potencial para reducir el crecimiento de a. flavus y la producción de aflatoxina. En este sentido, el actual estudio fue emprendido para evaluar expresión heteróloga (bajo control del CaMV 35S promotor constitutivo) de una proteína Lablab purpureus L. como inhibidor de la α-amilasa (IABP) en maíz contra a. flavus. IABP es una proteína de 36 KD, que es un inhibidor competitivo de la enzima α-amilasa de a. flavus y pertenece a la familia de proteínas lectin-arcelin-α-amilasa inhibidor en común haba. Estudios in vitro antes de los trabajos actuales han demostrado el papel de la IABP en la inhibición de la actividad de la α-amilasa de a. flavus y crecimiento del hongo. Crecimiento fúngico y la producción de aflatoxina en granos maduros fueron monitoreados en tiempo real utilizando una cepa de expresión de GFP de a. flavus . Este núcleo investigación ensayo (KSA) es muy fácil de configurar y proporciona datos fiables y reproducibles en la infección y el grado de extensión que podría cuantificarse para evaluación de germoplasma y de líneas transgénicas. La fluorescencia de la cepa de la GFP es crecimiento estrechamente correlacionada a hongos y, por extensión, está bien correlacionada con valores de aflatoxina. El objetivo del presente trabajo fue implementar este conocimiento previo en un cultivo comercialmente importante como el maíz para aumentar la resistencia de la aflatoxina. Nuestros resultados muestran una reducción del 35% – 72% en a. flavus crecimiento expresando AILP transgénicos granos de maíz que, a su vez, traducido en una reducción de 62% a 88% en los niveles de aflatoxina.

Introducción

Contaminación por micotoxinas de los géneros de hongos, Alternaria , Aspergillus, Penicilliumy Fusariumes un problema importante de los alimentos y cultivos en todo el mundo¹^,²^,³. Entre estos hongos fitopatógenos, Aspergillus tiene el mayor impacto adverso en el valor de cultivos y salud humana y animal. Aspergillus flavus (A. flavus) es un patógeno oportunista de la planta que infecta cultivos ricos aceite tales como semilla de algodón, maíz y maní y produce el potente carcinógeno, aflatoxinas, así como numerosos....