Estudio del efecto del genotipo vegetal, cepa de Agrobacterium tumefaciens, y casete de expresión, en la expresión de la tolerancia a glifosato en variedades colombianas de soya

Abstract

Este trabajo estudió el efecto de la interacción genotipo vegetal, genotipo bacteriano y casete de expresión, en la transformación genética de variedades colombianas de soya, mediada por Agrobacterium tumefaciens. Se desarrolló un análisis de libertad de operación, encontrando que los elementos empleados, a la fecha no infringen derechos de terceros en el territorio nacional. Se emplearon tres variedades de soya adaptadas al territorio colombiano (SK7, P29 y Soyica P34), tres cepas bacterianas (AGL0, EHA105 y ATCC 53213) y tres casetes de expresión que conferían tolerancia a glifosato (E-IGP, E-2 y pMON546). Se encontró que la desinfección por gas cloro resultó ser la más adecuada para el material empleado. Respecto a la capacidad de regeneración, la variedad P29 tenía la mayor producción de explantes con brote, con un 96,2%, pero la variedad SK7 presentó una mayor cantidad de brotes por explante, con un promedio de 17,7 (± 7,73) brotes. Se evaluaron algunas características moleculares y fenotípicas de las cepas bacterianas, y se diseñó un esquema de uso de antibióticos, que arrojó una combinación de cefotaxima + timentina, como la más adecuada. Se diseñó un esquema de selección con glifosato de largo plazo. Se obtuvieron plantas completas de las tres variedades con el casete E-IGP, y de la variedad SK7 con los tres casetes de expresión evaluados. Por pruebas moleculares y fenotípicas se determinó que la combinación que tuvo una mayor frecuencia de transformación fue la del casete E-IGP, con la variedad SK7, y la cepa bacteriana AGL0, con un 10,8% de eficiencia de transformación, y un 3,8% de transformantes que expresan el transgén. Se desarrollaron pruebas fenotípicas en invernadero, encontrando 6 líneas de la variedad SK7 y una de la variedad P29 que efectivamente toleraron la aplicación de glifosato comercial. Los resultados sugieren que hay diferencias en la capacidad de transformación vegetal de variedades de soya colombianas, asociadas a la combinación de genotipo vegetal, cepa bacteriana y casete de expresión, dejando abierta la posibilidad de desarrollo de agrobiogenéricos en Colombia, en cultivos de importancia económica como la soya.

Abstract. This work studied the effect of interaction between vegetal genotype, bacterial genotype and expression cassette, in generation of transgenic lines derived from Colombian soybean varieties mediated by Agrobacterium tumefaciens. An analysis of freedom to operate was developed, finding that the elements used do not infringe the rights of third parties to date and in the country. Three soybean varieties adapted to the Colombian territory (SK7, P29 and Soyica P34), three strains of bacteria (AGL0, EHA105 and ATCC 53213) and three glyphosate-tolerant expression cassettes (E-IGP, E-2 and pMON546) were used. Chlorine gas disinfection was found to be the most suitable for the material used. As regards to regeneration capacity, P29 variety had the highest production of explants with shoots, with 96.2%, but the SK7 variety had a higher number of shoots per explant, with an average of 17.7 (± 7.73) shoots. Some molecular and phenotypic characteristics of bacterial strains were evaluated, bacterial strains were characterized by molecular and phenotype traits, and a scheme of antibiotic use was designed, which showed a combination of cefotaxime plus timentin as the most adequate. A long-term glyphosate selection scheme was designed. It was obtained complete plants of the three varieties with E-IGP cassette, and of SK7 variety with the three expression cassettes evaluated. Molecular and phenotypic tests showed that the combination with the highest frequency of transformation was E-IGP cassette, with SK7variety, with AGL0 bacterial strain, obtaining a 10.8% of transformation efficiency, and 3.8% of primary transformants expressing the transgene. Tests were carried out on a greenhouse, finding 6 lines of SK7 variety and one line of P29 variety that effectively tolerated commercial glyphosate application. These results suggest that there are differences in plant transformation capacity of Colombian soybean varieties, associated to the combination of plant genotype, bacterial strain and expression cassette used, leaving open the possibility of agrobiogeneric soybean development in Colombia, in crops of economic importance as soybean.