Identificación de marcadores asociados a la resistencia del aguacate raza mexicana (Persea americana Mill. var. drymifolia) al oomiceto Phytophthora cinnamomi Rands

Abstract

The main objective of this research was to identify active compounds against the oomycete Phytophthora cinnamomi Rands in rootstocks from Mexican avocado (Persea americana var. drymifolia). Additionally, phenotypic markers linked to that chemical compounds were identified, and the standardization of the methodology for detect molecular markers linked to disease resistance genes analogs (RGAs) in the avocado genome was carried out. Accordingly, with descriptors for collecting site, 48 accessions from the avocado germplasm bank of INIFAP (Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias) were pre-selected for their potential resistance to P. cinnamomi. Root extracts (aqueous and organic phase) were extracted from these accessions and evaluated in vitro against P. cinnamomi mycelium. Eight out of the 48 extracts evaluated exhibited between 50% and 100% inhibition on mycelia growth. Extracts from the accessions 765-01 and 773-01 showed an inhibition of 100%, which were fractionated by thin-layer chromatography on silica gel plates and six fractions were detected under UV light. Fractions IV and V from both extracts with Rf values 0.85 and 0.9 respectively, exhibited 100% in vitro inhibition against mycelia growth of P. cinnamomi. Fraction IV showed a maximum absorbance of 245 nm under UV light and was analyzed by GC-MS (Gas Chromatography-Mass Spectrum) in order to identify the active compound. Our results show the presence of a compound (derived from some phytosterol), identified as Stigmastan-3,5-dien (C29H48), which completely inhibited mycelia growth of P. cinnamomi at 100 ppm concentration. The descriptors used in the morphological characterization did not allowed to identify any phenotypic marker for resistance. The standardization process for RGAP methodology could be promissory for detecting molecular markers for disease resistance genes in avocado.

El objetivo principal de esta investigación fue identificar compuestos activos contra el oomiceto Phytophthora cinnamomi Rands en portainjertos derivados de plantas de aguacate mexicano (Persea americana Mill. var. drymifolia). Adicionalmente, se trató de identificar marcadores fenotípicos ligados a esos compuestos químicos, y la estandarización de procedimientos en la metodología para detectar marcadores moleculares de genes análogos de resistencia a enfermedades (RGAs) en el genoma de aguacate. Con la información del sitio de colecta, se seleccionaron 48 accesiones de aguacate con potencial resistencia a P. cinnamomi, del Banco de Germoplasma de aguacate del INIFAP (Instituto Nacional de Investigaciones Forestales Agrícolas, y Pecuarias), de cuyas raíces fueron obtenidos extractos acuosos y orgánicos. Con el objeto de identificar moléculas bioactivas, los extractos fueron evaluados in vitro contra el micelio de P. cinnamomi. Ocho extractos de las 48 accesiones probadas, exhibieron una inhibición del 50 al 100% del crecimiento micelial. Los extractos de las accesiones 765-01 y 773-01 exhibieron una inhibición del 100%, los cuales fueron fraccionados por cromatografía en capa fina en placas de gel de sílice, detectando 6 fracciones bajo luz UV. Las fracciones IV y V de ambos extractos, con valores de Rf de 0.85 y 0.90 respectivamente, mostraron inhibición del 100%. La fracción IV presentó una absorbencia máxima de 245 nm, por lo que fue analizada por la técnica de CG-MS (Cromatografía de gases-Espectrometría de masas) para identificar el compuesto activo. Los resultados demostraron la presencia del compuesto (derivado de un fitosterol), Estigmastan-3,5-dieno (C29H48), que inhibió completamente el crecimiento del micelio de P. cinnamomi a una concentración de 100 ppm. Los descriptores usados en la caracterización agromorfológica no condujeron a la identificación de marcadores fenotípicos de resistencia. La estandarización del proceso de análisis RGAP, parece ser promisoria para identificar marcadores moleculares ligados a genes de resistencia a enfermedades en aguacate.