Secuencia de nucleótidos que codifica un polipéptido antifúngico.

Un fragmento de DNA que consiste en la secuencia:**Fórmula**

o una variante de dicha secuencia que codifica una proteína que consiste en la secuencia**Fórmula**

donde dicha variante se debe a la degeneración del código genético.

Secuencia de nucleótidos que codifica un polipéptido antifúngico

CAMPO DE LA INVENCIÓN

Esta invención está incluida en el área de Biología, con su aplicabilidad práctica como fungicida, insecticida, promotor de crecimiento o fertilizante que pertenece a los campos de las Ciencias Agronómicas y Agrícolas y debido a su aplicabilidad como complemento en la dieta de animales pertenece al campo de Nutrición Humana y Animal.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Esta invención se refiere a una proteína con propiedades antifúngicas, anti-oomicetos y promotoras del crecimiento vegetal, extraída de semillas, cotiledones o plántulas del género Lupinus, y a su aplicación en el control de agentes patógenos que atacan a las plantas y como un bioestimulante vegetal. Esta proteína se puede aplicar directamente a las plantas, o las plantas se pueden modificar genéticamente para que expresen la proteína en sus tejidos. Además, debido a sus características inherentes inusuales, la proteína se puede utilizar en la preparación de concentrados de proteína útiles como complementos en la dieta de seres humanos y otros animales.

La presente invención también describe la secuencia de nucleótidos del DNA correspondiente al fragmento de gen que codifica la proteína de Lupinus, así como a su secuencia de residuos de aminoácidos, a microorganismos transformados con el fragmento de gen que codifica la proteína de Lupinus y a métodos para su aplicación como un fungicida, insecticida, promotor de crecimiento vegetal o fertilizante o como un complemento en la nutrición humana o animal.

El control de agentes patógenos constituye un problema serio a nivel mundial con respecto a las cosechas más importantes. Los hongos patógenos son particularmente importantes en lo que respecta al almacenamiento de productos agrícolas. En la actualidad, el control sobre el crecimiento fúngico generalmente se logra mediante aplicaciones masivas de fungicidas químicos. Sin embargo, los productos fitofarmacéuticos actualmente disponibles en el mercado muestran varias desventajas graves. Por un lado, presentan costos económicos y ambientales elevados; por otro lado, muchas especies fúngicas han desarrollado mecanismos de resistencia contra algunos fungicidas importantes, haciéndolos frecuentemente obsoletos un par de años después de su introducción al mercado.

Aún cuando las plantas no poseen un sistema inmunológico que se parezca al de los animales, han desarrollado una resistencia inherente hacia el ataque de hongos patógenos. Sin embargo, las técnicas utilizadas para cultivo, cosecha y almacenamiento de plantas en la agricultura moderna promueven con mucha frecuencia condiciones adecuadas u óptimas para el desarrollo de agentes patógenos.

Además, es bastante el alto número de agentes patógenos microbianos que pueden afectar y perjudicar a las cosechas de plantas. Como un ejemplo, se puede hacer referencia a los siguientes géneros: Alternaria, Ascochyta, Botr y tis, Cercospora, Colletotríchum, Díplodia, Er y siphe, Fusarium, Gaeumanomyces, Macrophomina, Nectria, Phoma, Phomopsis, Phymatotrichum, Phytophthora, Plasmopara, Puccinia, Pythium, Rhizoctonia, Uncinula, y Verticillium. La aplicación de los fungicidas actualmente disponibles en el mercado está limitada a algunos de estos géneros, y no es una solución eficaz para el control de infecciones vegetales.

Una estrategia alternativa en la lucha contra agentes patógenos microbianos es la identificación y purificación de sustancias de origen biológico que tengan actividad anti-fúngica potente. La identificación de dichos compuestos implica investigar una variedad de organismos, tales como plantas y microorganismos, respecto a sustancias que posteriormente se analizan en pruebas antifúngicas y finalmente se aíslan y caracterizan.

De esta manera, ya se han aislado muchas clases de proteínas antifúngicas, incluyendo quitinasas, proteínas ricas en cisteína que se unen fuertemente a la quitina, ß-1, 3-glucanasas, permeatinas, tioninas y proteínas para transferencia de lípidos. Se cree que estas proteínas desempeñan un papel fundamental en las defensas naturales de las plantas contra el ataque de agentes patógenos.

En la bibliografía disponible se describen varias metodologías sobre la utilización de proteínas antifúngicas, extraídas de plantas o microorganismos, ya sea para aplicación directa sobre los agentes patógenos, o en plantas transgénicas que expresen dichas proteínas. Las proteínas antifúngicas utilizadas con mayor frecuencia en estas metodologías incluyen quitinasas, glucanasas, proteínas tipo osmotina y lisozimas. Varios estudios han demostrado que las plantas genéticamente modificadas que sobre-expresan estas proteínas presentan una mayor resistencia a muchos agentes patógenos (Patente Europea Nº 0392225) .

Las técnicas modernas de Biología Molecular permitieron el desarrollo de tecnología de DNA recombinante y, por consiguiente, la transformación de plantas con genes que codifican proteínas antifúngicas. Este procedimiento normalmente implica la inserción del gen que codifica la proteína de interés en un tejido vegetal, seguido por regeneración de una planta completa a partir del tejido vegetal genéticamente modificado.

Sin embargo, la actividad de algunas de estas proteínas se ve reducida por la presencia de iones, en particular potasio, sodio o calcio. Por esta razón, aunque las proteínas pueden exhibir una actividad antifúngica potente en pruebas in vitro, éstas pueden ser ineficaces in vivo debido a las elevadas concentraciones fisiológicas de los iones que están presentes en forma natural en los tejidos vegetales transformados.

En conclusión, se hace imperativa la identificación y purificación de nuevos compuestos de origen biológico que presenten propiedades anti-patógenos en la lucha contra los agentes patógenos que afectan a las plantas. Se debe dar importancia particular a los compuestos que sean eficaces sobre una gama amplia de agentes patógenos y que mantengan la actividad biológica bajo condiciones in vivo.

Las prácticas agrícolas se han optimizado, durante un intervalo de tiempo prolongado, para promover el crecimiento y desarrollo de plantas y para aumentar la producción de cosechas. Por otro lado, es predecible que, a medio a largo plazo, se pueda presentar una escasez de alimentos en muchas zonas del planeta. Las técnicas actuales para controlar el crecimiento de plantas bajo condiciones ambientalmente controladas son costosas y requieren equipos complejos. Por estas razones, muchos investigadores han investigado y descrito sustancias fisiológicamente activas, ya sea naturales o sintéticas, que exhiben un efecto de intensificación sobre el crecimiento y desarrollo de las cosechas. Sin embargo, sólo unas cuantas de estas sustancias han encontrado aplicación práctica bajo condiciones agrícolas reales. Por lo tanto, también es cada vez más importante descubrir o desarrollar promotores de crecimiento vegetal que no sean agresivos para el medio ambiente y que no presenten toxicidad para los seres humanos, animales y el medio ambiente.

Las plantas leguminosas o, de manera más específica, sus semillas, son consideradas como la principal fuente de proteínas a nivel mundial para la nutrición de seres humanos y animales. En este sentido, la semilla de soja cumple un papel prominente, no sólo por el alto contenido de proteínas y calidad de sus semillas sino también por su riqueza en aceite. Sin embargo, desde el punto de vista agrícola, la semilla de soja requiere suelos fértiles y un suministro abundante de agua. Las plantas que pertenecen al género Lupinus han conquistado, a través de las últimas décadas, una posición relevante, fuerte y de gran potencial en comparación con la semilla de soja. Si, por un lado, sus semillas poseen niveles de proteínas y aceite comparables con los de la semilla de soja, por otro lado, sus especies están bien adaptadas a suelos pobres y a condiciones de poca disponibilidad de agua. Por estas razones, los altramuces algunas veces han sido considerados como los "primos pobres" de la semilla de soja.

El alto nivel de alcaloides que son tóxicos para los animales y que están naturalmente presentes en las semillas de altramuz de tipo silvestre, tradicionales han impedido desde hace mucho el cultivo generalizado de las especies de Lupinus y el uso de sus semillas para consumo animal y humano. Esta es la principal razón por la cual el cultivo de altramuces ha quedado rezagado con respecto al cultivo de la semilla de soja. En Portugal, por ejemplo, el consumo tradicional de semillas de altramuces ha estado asociado desde hace mucho con la ingestión de cerveza. Estas semillas se hierven primero... [Seguir leyendo]

1. Un fragmento de DNA que consiste en la secuencia:

** (Ver fórmula) **

o una variante de dicha secuencia que codifica una proteína que consiste en la secuencia

** (Ver fórmula) **

donde dicha variante se debe a la degeneración del código genético.

2. Un fragmento de DNA según la reivindicación 1 que consiste en la secuencia:

3. Un procedimiento para producir una proteína recombinante que tiene la secuencia definida en la reivindicación 1, que comprende el uso de una secuencia de DNA según o bien la reivindicación 1 o bien la reivindicación 2.

4. Un procedimiento según la reivindicación 3, en donde dicha proteína se ha glicosilado, fosforilado, alquilado y/o prenilado.

** (Ver fórmula) **

5. Un método para tratar una planta, comprendiendo dicho método llevar a cabo el procedimiento de la reivindicación 3 o la reivindicación 4 y después aplicar dicha proteína recombinante a la planta.

6. Un vector para la transformación de células o plantas que comprende una secuencia de DNA según o bien la reivindicación 1 o bien la reivindicación 2.

7. Una célula transformada que contiene la secuencia de DNA según o bien la reivindicación 1 o bien la reivindicación 2 o el vector según la reivindicación 6.

8. Una planta transgénica que contiene la secuencia de DNA según o bien la reivindicación 1 o bien la reivindicación 2 o el vector según la reivindicación 6.

9. Una planta transgénica según la reivindicación 8, que expresa una proteína que consiste en la secuencia:

** (Ver fórmula) **