Toxicidad in vivo y proteómica comparativa para el estudio de la expresión de proteínas con actividad insecticida presentes en semillas de phaseolus vulgaris l.

Abstract

Las caraotas (Phaseolus vulgaris) son una de las leguminosas más cultivadas en el mundo, su composición las hace una excelente fuente de proteínas, carbohidratos, fibra dietética y micronutrientes por lo que son de gran interés desde el punto de vista nutricional. La alta calidad nutricional de P. vulgaris la hace en ocasiones blanco de ataques de distintos tipos de insectos desde antes de la cosecha hasta el almacenamiento de los granos. Un ejemplo de este tipo de plagas son los bruquidios, particularmente las especies Acanthoscelides obtectus y Zabrotes subfasciatus. Estos se alimentan del endospermo y causan graves daños a la semilla por lo que puede disminuir la calidad y cantidad de granos producidos hasta en un 48 %. Si bien los agricultores han empleado distintas estrategias para disminuir el efecto de los insectos, éstas generalmente tienen consecuencias negativas y no son por completo efectivas. Es preciso desarrollar una estrategia que permita combatir eficazmente los bruquidios y que no implique daño a otras especies o afecte de manera considerable la producción. Ciertas lectinas presentes en las leguminosas (como la fitohemaglutinina, los inhibidores de α-amilasa y las arcelinas) afectan a los insectos y confieren una resistencia natural al ataque de las semillas, no implican estrategias complejas o costosas para contrarrestar el efecto de las plagas y representan una buena opción para evitar el ataque de insectos. Se realizó un bioensayo con el gorgojo de arroz (Sitophilus oryzae) a fin de estimar la toxicidad de semillas sin testa de diferentes variedades de P. vulgaris, si bien este insecto no ataca en condiciones normales las semillas de P. vulgaris, se ha demostrado su susceptibilidad a las proteínas tóxicas presentes en las semillas. Mediante electroforesis en dos dimensiones se estudiaron las proteínas presentes en el endospermo de las semillas, obtenidas a partir de harinas de los granos. Esta técnica permitió comparar distintas muestras entre si mediante el análisis de las electroforesis por bioinformática. Mediante la correlación entre los resultados del bioensayo y el análisis de los geles, se buscó identificar las variedades de P. vulgaris resistentes al ataque de insectos que pueden ser de interés como parte de programas de introducción de nuevas variedades de caraotas al mercado venezolano más resistentes a las plagas de almacenamiento. Se obtuvieron tres grupos de resultados, semillas de toxicidad alta, moderada y baja, siendo las variedades Tacarigua, Victoria y MGM-08-02-026, las más tóxicas y Tenerife y DOR-500 las menos dañinas para los insectos. Las electroforesis en dos dimensiones mostraron grupos de proteínas comunes para todas las variedades de semillas que mostraron ser tóxicas, mientras que en las variedades no tóxicas no se observaron estas proteínas. Aparentemente existe una correlación entre la presencia de spots en ciertas regiones de los geles y la toxicidad de las semillas