Capacidad de reparación de ADN en accesiones de maíz (Zea mays L.) morado de América Central

Abstract

Uno de los mayores retos de la humanidad es alimentar a una población cercana a los 9 billones para el 2050 bajo un escenario climático con posibles aumentos de la radiación ultravioleta (UV) de hasta un 5 % en los trópicos. La radiación UV-B puede causar múltiples daños en el ADN, entre ellos rupturas de doble cadena los cuales son altamente dañinos para los organismos. El maíz, además de ser el grano de mayor consumo mundial, posee una alta variabilidad, es originario de los trópicos americanos y particularmente el maíz morado tiene importancia cultural en Mesoamérica por su uso en la alimentación de subsistencia. Lo anterior, hace del maíz una buena planta modelo para buscar rasgos e investigar mecanismos de tolerancia a daños producidos por la radiación UV-B. Por lo tanto en el presente estudio se evaluó la capacidad de reparación de ADN de cinco accesiones de maíz morado centroamericanas y las líneas estadounidenses B73 y Mo17, que poseen los genomas de referencia mejor estudiados. Además se optimizaron las condiciones de los imprimadores para el análisis de la expresión relativa de genes relacionados a la reparación de ADN. Para eso se sumergieron plántulas de siete días de germinadas en una solución de zeocina, un químico radiomimético que causa rupturas de la doble cadena de ADN, de 100 μg/mL por 24 horas. Luego se les realizó electroforesis neutra de núcleos (ensayo cometa) inmediatamente después del tratamiento y después de una hora de reposo a oscuras. Además, se determinó la especificidad de 13 imprimadores para 10 genes relacionados con la reparación de ADN mediante curvas de disociación y se midió el nivel de expresión relativa de dos de esos genes mediante retrotranscripción inversa del ARN extraído en cuatro accesiones y PCR cuantitativo. Se encontró una accesión de maíz morado proveniente de Santa Cruz, Guanacaste, con resistencia a los daños producidos por la zeocina. Además se encontró que una accesión proveniente de La Cruz, Guanacaste, posee capacidad de reparación total de los daños producidos por la zeocina y que la línea Mo17 no tiene la capacidad de reparar los daños en el ADN. Por otro lado, se determinó que la línea B73, además de una accesión proveniente de Talamanca, Limón, otra proveniente de Orotina, Alajuela y otra de San Pedro Jocopilas, Quiche, Guatemala, poseen capacidad parcial de reparación de daños en el ADN. De los imprimadores analizados, cinco no fueron aptos para uso en el análisis de expresión de genes. Por otro lado, no fue posible determinar el nivel de expresión relativa de los genes, debido a que no amplificaron suficientes muestras, lo que indica que es necesario optimizar la concentración de los imprimadores y la temperatura de anillamiento para la reacción.