Diseño metodológico de mutaciones dirigidas mediante el sistema crispr/cas9 para aumentar el período de dormancia en la papa criolla Solanum tuberosum grupo Phureja (variedad criolla Colombia) irradiada con 60CO

dc.contributor.advisorBecerra Galindo, Luis Francisco
dc.contributor.authorArévalo Garzón, Yerson Andrey
dc.contributor.authorGil Páez, Diego Andrés
dc.date.accessioned2024-07-23T22:38:05Z
dc.date.available2024-07-23T22:38:05Z
dc.date.created2023-11
dc.descriptionEn Colombia, desde hace muchas décadas, se difundieron ampliamente para cultivo y consumo las papas redondas de este grupo diploide, de color de piel y carne amarilla, que se conocen comúnmente como “papa criolla” (fenotipo “yema de huevo”). Su periodo vegetativo es de 120 días bajo las condiciones de la superficie de Bogotá (2600 msnm), periodo corto frente al de las papas tetraploides cultivadas (papas de año), que tienen un periodo superior a los 165 días. La papa criolla tiene una gran aceptación dentro de la población colombiana, así como en el mercado internacional. Se le reconocen cualidades organolépticas especiales que le permiten ser parte de la preparación de múltiples platos de la cocina tradicional, al igual que también se valora su mayor calidad nutricional con respecto a la papa de año. La papa criolla presenta como gran problemática periodos cortos de dormancia postcosecha debido a esto no cumple las condiciones de almacenamiento y de distribución prolongados conllevando a la perdida de sus propiedades organolépticas y nutritivas disminuyendo su posibilidad a la comercialización nacional e internacional, este proceso está influenciado por algunas fitohormonas, una de ellas es el etileno, descrita en el ciclo de Yang, en este ruta metabólica la síntesis de etileno está bajo el estricto control de la 1-aminociclopropano-1- carboxilato oxidasa (ACO) enzima, que bajo el estudio de niveles de expresión de los genes homólogos del ACO determina la tasa de producción del etileno en diferentes tejidos vegetales. Durante este proceso, en el semillero de Bilogía Molecular de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas por medio del financiamiento de la Organización Internacional de Energía Atómica (FAO) han realizado investigaciones generando mutaciones mediante rayos gamma de 60Co en la papa criolla Solanum Tuberosum (Grupo phureja), la cual implica la exposición controlada de 60Co en concentración de (25 - 100 Gy) con el fin de que esta no afecte la salud alimentaria en los tubérculos irradiados. Esta radiación ionizante tiene suficiente energía para interactuar con el ADN de las células, lo que puede causar roturas en las hebras de ADN, Los mutantes seleccionados se les realizaba estudio de niveles de expresión de los genes inmersos en la síntesis del etileno para confirmar las características mutadas y su estabilidad a través de generaciones. Incluyendo pruebas de campo, análisis genéticos y comparaciones con la variedad Colombia no Irradiada. En este caso los clones seleccionados (48, 33, 39, Col, Mut) caracterizados por su mayor rendimiento y presentando un leve aumento en sus periodos de dormancia serán el material vegetal que se utilizara en la investigación. El mejoramiento convencional de Solanum Tuberosum (Grupo Phureja), es un proceso que toma muchos años; este tiempo podría reducirse mediante la implementación y uso de herramientas de biología molecular que permitan acelerar procesos de selección de variedades y fortalecer los programas de mejoramiento genético convencionales (Pinto et al., 2010). Editar un genoma es producir cambios/mutaciones en sitios específicos, dirigidos, permanentes y heredables, en el genoma de una especie. Esta edición es mediada por sistemas de reparación del ADN en la célula con la menor probabilidad de cometer errores (off-targets) y sin dejar secuencias de ADN foráneo (New England Biolabs, 2007). Al modificar la información genética de un organismo se introducen o eliminan genes específicos alterando su función, por ejemplo, inactivando el gen ACO en la ruta metabólica del etileno generando menor producción de etileno.spa
dc.description.abstractIn Colombia, for many decades, round potatoes from this diploid group, with yellow skin and flesh color, which are commonly known as “papa criolla” (phenotype “egg yolk”), were widely spread for cultivation and consumption. Its vegetative period is 120 days under the conditions of the surface of Bogotá (2600 meters above sea level), a short period compared to that of cultivated tetraploid potatoes (year-old potatoes), which have a period greater than 165 days. The Creole potato has great acceptance within the Colombian population, as well as in the international market. It is recognized for its special organoleptic qualities that allow it to be part of the preparation of multiple dishes in traditional cuisine, as well as its higher nutritional quality compared to the annual potato. The Creole potato presents short periods of post-harvest dormancy as a major problem, due to this it does not meet the conditions of prolonged storage and distribution, leading to the loss of its organoleptic and nutritional properties, reducing its possibility of national and international marketing. This process is influenced by some phytohormones, one of them is ethylene, described in the Yang cycle, in this metabolic route the synthesis of ethylene is under the strict control of the 1-aminocyclopropane-1-carboxylate oxidase (ACO) enzyme, which under the study of Expression levels of ACO homologous genes determine the rate of ethylene production in different plant tissues. During this process, in the Molecular Biology hotbed of the Francisco José de Caldas District University through financing from the International Atomic Energy Organization (FAO) have carried out research generating mutations through gamma rays of 60Co in the Creole potato Solanum Tuberosum (Phureja Group), which involves the controlled exposure of 60Co in a concentration of (25 - 100 Gy) so that it does not affect dietary health in the irradiated tubers. This ionizing radiation has enough energy to interact with the DNA of the cells, which can cause breaks in the DNA strands. The selected mutants underwent a study of the expression levels of the genes involved in ethylene synthesis to confirm the characteristics mutated and their stability through generations. Including field tests, genetic analyzes and comparisons with the non-irradiated Colombia variety. In this case, the selected clones (48, 33, 39, Col, Mut) characterized by their higher yield and presenting a slight increase in their dormancy periods will be the plant material that will be used in the research. Conventional breeding of Solanum Tuberosum (Phureja Group) is a process that takes many years; This time could be reduced through the implementation and use of molecular biology tools that accelerate variety selection processes and strengthen conventional genetic improvement programs (Pinto et al., 2010). Editing a genome is producing changes/mutations at specific, targeted, permanent and heritable sites in the genome of a species. This editing is mediated by DNA repair systems in the cell with the lowest probability of making errors (off-targets) and without leaving foreign DNA sequences (New England Biolabs, 2007). By modifying the genetic information of an organism, specific genes are introduced or eliminated, altering their function, for example, inactivating the ACO gene in the ethylene metabolic pathway, generating less ethylene production.spa
dc.format.mimetypepdfspa
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11349/38469
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internacional*
dc.rights.accesoAbierto (Texto Completo)spa
dc.rights.accessrightsOpenAccessspa
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/*
dc.subjectCRISPR/Cas9spa
dc.subjectDiseño de gRNAspa
dc.subjectPrimersspa
dc.subjectVectores de clonaciónspa
dc.subjectACC oxidasaspa
dc.subjectACOspa
dc.subjectSolanum tuberosum (Grupo phureja)spa
dc.subject.keywordCRISPR/Cas9spa
dc.subject.keywordgRNA designspa
dc.subject.keywordPrimersspa
dc.subject.keywordCloning vectorsspa
dc.subject.keywordACC oxidasespa
dc.subject.keywordACOspa
dc.subject.keywordSolanum tuberosum (phureja group)spa
dc.subject.lembLicenciatura en Química -- Tesis y disertaciones académicasspa
dc.subject.lembPapa criollaspa
dc.subject.lembDormancia postcosechaspa
dc.subject.lembSíntesis de etilenospa
dc.subject.lembMutaciones genéticasspa
dc.titleDiseño metodológico de mutaciones dirigidas mediante el sistema crispr/cas9 para aumentar el período de dormancia en la papa criolla Solanum tuberosum grupo Phureja (variedad criolla Colombia) irradiada con 60COspa
dc.title.titleenglishMethodological design of targeted mutations using the crispr/cas9 system to increase the dormancy period in the Creole potato Solanum tuberosum Phureja group (Colombia Creole variety) irradiated with 60COspa
dc.typebachelorThesisspa
dc.type.degreeInvestigación-Innovaciónspa

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