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Development of VIGS vectors derived from broad-host range geminiviruses to induce post-trascriptional gene silencing in plants.
Get PDFTesis (Maestría en Ciencias en Biología Molecular)"Los geminivirus pertenecientes al género Curtovirus son transmitidos por la chicharrita del betabel (Circulifer tenellus) e infectan a un amplio rango de plantas dicotiledóneas. Se presenta en este estudio la generación de dos clonas infectivas derivadas de una nueva cepa del curtovirus Beet mild curly top virus, (BMCTV-[Mexico]) y de la nueva especie Pepper curly top virus, (PepCTV-[Nuevo Mexico]). Se demostró que el virus BMCTV-[Mexico] infecta a un amplio rango de hospederos al inocularlo, mediante bombardeo con micro-partículas y transmisión mecánica, en plántulas de Nicotiana benthamiana, Aradidopsis thaliana (Col-0), Solanum habrochaites, Capsicum annuum (cv. Serrano), Cucurbita pepo (cv. Grey Zucchini), y Phaseolus vulgaris (cv. Pinto Villa). Después de la infección con este curtovirus se observó remisión de síntomas solamente en plantas de S. habrochaites y P. vulgaris. El vector pPepCTV-[NM]1.4 se inoculó mediante transmisión mecánica en plantas de Capsicum annuum (cv. Serrano) e indujo síntomas de enrollamiento leve de las hojas y clorosis intervenal. Debido a que los sistemas de inducción de silenciamientos génico (VIGS) más confiables están basados en geminivirus, realizamos la construcción de los vectores de silenciamiento pBMCTV-SiV y pPepCTV-SiV. Se amplificaron fragmentos de los genes SU, PDS, y PCNA de N. benthamiana y del gen PDS de C. pepo, para insertarlos posteriormente en estos vectores y demostrar su funcionalidad. Considerando el amplio rango de hospederos de los curtovirus, y que los vectores pBMCTV-SiV y pPepCTV-SiV poseen un sitio múltiple de clonación para inserción de genes blanco, los vectores serán una herramienta molecular valiosa para estudios de genómica funcional y aplicada.""Geminiviruses in the genus Curtovirus are vectored by the beet leafhopper (Circulifer tenellus) and infect a wide range of dicotyledonous plants. The generation of two multimeric infectious clones derived from a new strain of the curtovirus Beet mild curly top virus, (BMCTV-[Mexico]) and from the new curtovirus species Pepper curly top virus, (PepCTV-[Nuevo Mexico], are presented. We demonstrated that BMCTV-[Mexico] infects a wide range of host plants, by either inoculating it by micro-particle bombardment or mechanical transmission into Nicotiana benthamiana, Aradidopsis thaliana (Col-0), Solanum habrochaites, Capsicum annuum (cv. Serrano), Cucurbita pepo (cv. Grey Zucchini), and Phaseolus vulgaris (cv. Pinto Villa) seedlings. Symptoms recovery was observed only in S. habrochaites and P. vulgaris plants, this is the second report of plants displaying recovery after infection with curtoviruses. The pPepCTV-[NM]1.4 was inoculated by mechanical transmission into Capsicum annuum (cv. Serrano) plants and induced mild leaf curling and interveinal chlorosis symptoms. Because geminiviruses have been used as reliable virus-induced gene silencing (VIGS) vectors, we carried out the construction of the pBMCTV-SiV and pPepCTV-SiV silencing vectors. We amplified fragments of the VIGS reporter genes SU, PDS, and PCNA from N. benthamiana, and the PDS from C. pepo, which may be inserted on the generated silencing vectors to further assess their functionality. Considering the curtoviruses broad host range, and that the vectors possess a multiple cloning site for insertion of target genes, these vectors may be valuable molecular tools for functional and applied genomics.
Inmovilización de un mediador redox en carbón activado y su aplicación en la reducción biológica de colorantes azo
Get PDF"El presente estudio reporta por primera vez la inmovilización de un catalizador con capacidad para transferir electrones (mediador redox) en carbón activado (CA). El CA granular estudiado presentó una gran capacidad de adsorción del mediador redox antraquinona-2,6-disulfonato (AQDS), logrando una adsorción máxima de 1500 mg AQDS/g CA. La AQDS inmovilizada se probó como catalizador en procesos de decoloración de diferentes compuestos azo tanto en cultivo en lote como en reactores anaerobios de flujo ascendente (UASB). En cultivos en lote, la AQDS inmovilizada aumentó 2.4 veces la tasa de decoloración del compuesto azul directo 71 (AD71) con respecto al control sin AQDS. Además, el reactor UASB operado en presencia de AQDS inmovilizada presentó una mayor eficiencia de decoloración de diferentes colorantes azo, incluyendo AD71, anaranjado de metilo (AM) y negro ericromo (NE). La eficiencia de decoloración en el reactor UASB operado sin AQDS fue de 76.5%, 70.1% y 80.3% para los colorantes AD71, AM y NE, respectivamente; mientras que en el reactor UASB en el que se inmovilizó la AQDS en CA, las eficiencias de decoloración fueron de 86.7%, 81.4% y 86.7%, respectivamente, para los mismos colorantes. No se detectó desprendimiento de la AQDS durante los procesos de decoloración indicando que la inmovilización de la AQDS en CA es robusta. Los resultados indican que la aplicación de mediadores redox inmovilizados en CA en reactores anaerobios permite obtener procesos de decoloración más eficientes y estables con respecto a reactores operados sin catalizador. La información presentada podría ser considerada para acelerar la biodegradación de contaminantes recalcitrantes comúnmente encontrados en efluentes industriales.
Impacto de perturbaciones antrópicas sobre la diversidad de corales pétreos superficiales en el Parque Nacional Sistema Arrecifal veracruzano
Get PDF"Anthropogenic disturbances may affect the development and maintenance of coral reefs by promoting diseases and other syndromes. In turn, this may cause local decreases in coral species diversity. In this study, we compared the prevalence of syndromes (including diseases and non-disease syndromes) and the diversity of stony coral species between reefs located close (Sacrificios reef) and far away (Santiaguillo reef) of the port of Veracruz, Mexico. The prevalence of syndromes was higher at Sacrificios than at Santiaguillo, and it also increased with the abundance of coral colonies at the former reef. On the other hand, coral diversity was lower at Sacrificios than at Santiaguillo, suggesting that anthropogenic disturbances, besides promoting diseases and other syndromes, also lead to local decreases in species diversity""Las perturbaciones antropogénicas pueden afectar el desarrollo y mantenimiento de los arrecifes de coral mediante la promoción de las enfermedades y otros síndromes. A su vez, esto puede producir un descenso en la diversidad local de especies. En este estudio, se comparó la prevalencia de síndromes (tanto aquellos causados por enfermedades, como por otros factores) y la diversidad de especies de corales pétreos entre arrecifes ubicados cerca (Sacrificios) y lejos (Santiaguillo) del puerto de Veracruz, México. La prevalencia de síndromes fue mayor en Sacrificios que en Santiaguillo, y también se incrementó con la abundancia de colonias de coral en Sacrificios. Por otra parte, la diversidad de corales fue menor en Sacrificios que en Santiaguillo, sugiriendo que las perturbaciones antropogénicas, además de promover las enfermedades y otros síndromes, también disminuyen localmente la diversidad de especies.
Simulating unusual phenomena in low dimensional systems
Get PDF"This thesis deals with physics phenomena in low dimensional systems, i.e., systems that range between few atoms and the bulk. The work deals with well studied (in this sense, classical) phenomena such as quantum tunneling and the enhancement of tunneling, surface reconstructions on surfaces, stability of structures vs. shape and size of nanoparticles, the mechanical properties studied in classical elastic theory for metals (such as hardness, ductility, malleability, etc.). However, althouh we have used and applied "classical" theories from both quantum and mechanical physics, we studied new, unusual phenomena in low dimensional systems. Thus, the reader will find in this thesis work, theoretical developments, hypothesis and results that advance explanations in unusual physical phenomena. In quantum physics there are phenomena which do not have analogs in classical physics. One of these phenomena is quantum tunneling. The manifestation of this process is penetration of a particle or more complicated object through a potential barrier. Such process is forbidden by classical mechanics. Besides tunneling through static potential barriers there are many phenomena in labs and nature when tunneling occurs across nonstationary barriers. There are many examples of such processes, ionization of atoms by a nonstationary electric filed, ac electric current in junctions of metals or semiconductors, dissociation of molecules by a high-frequency fields, field emission from metals by the action of an ac field, decay of current states in Josephson junctions, alpha decay of nuclei initiated by an external flux of protons, etc. These processes of tunneling through nonstationary barriers require an adequate theoretical description. Regarding studies for nanoparticles, we have faced the shape, structure and mechanical properties of metallic nanoparticles. First, we studied a particular truncation operated on the regular icosahedron gives rise to a new (not reported before) particle with five-fold symmetry and external decahedral shape termed the decmon motif. These truncated icosahedra exposes internal facets (100) and (111)â˘AS¸ additional to the external (111) facets of the regular icosahedron. The uncovering of additional facets to the icosahedron gives rise to phenomena such as surface reconstructions and a delicate competition in the energy contribution coming from the new facets (100) and (111) to the total surface energy.
Adsorción de metales pesados mediante biocompositos con base en quitina de diferentes grados de acetilación
Get PDFTesis (Maestría en Ciencias Ambientales)"La quitina es un biopolímero muy abundante en la naturaleza, solamente superado por la celulosa, se puede extraer de exoesqueletos de crustáceos, como son las cáscaras de camarón, mediante la desproteinización y desmineralización de éstas. El quitosano es el principal derivado de la quitina, y se obtiene de la desacetilación de ésta. Estos biopolímeros se han usado en el tratamiento de agua como coagulante-floculante, en tratamientos de colorantes, en alimentos en cosméticos y medicamentos. Los grupos funcionales distintivos de la quitina y el quitosano son los grupos acetilamida y amino, respectivamente, los cuales se encuetnran en diferente proporción según el grado de acetilación de los biopolímeros. Además en su estructura existen grupos hidroxilos, estos tres grupos funcionales tienen pares de electrones que pueden participar en procesos de adosrción de metales pesados como Cd2+ y Pb2+, que son contaminantes que se encentran en efluentes debido a las actividades antropogénicas o por medios naturales. El quitosano es soluble a pH ácido, por lo que es necesario soportarlo sobre una matriz polimérica ´para mejorar sus propiedades mecánicas y darle una posible aplicación en efluentes para la adsorción de metales pesados. En el presente trabajo, se evalúa el efecto del grado de desacetilación de quitinas soportadas en matrices de poliuretano, en la capacidad de adsorción de los metales pesados señalados. Los resultados mostraron que la disolución de los biocompositos es 50% menos que la de los biopolímeros (quitina y quitosano), y que el biocomposito a base de quitina (BQ98) tiene mayor capacidad de adosrción de plomo (21mg/gmaterial) que de cadmio (2.9mg/gmaterial) a pH 4, 25°C y una concentración en el equilibrio de 40 mg/L. El porcentaje de desorción de cadmio en presencia de EDTA a pH 7 fue del 80%, mientras que para plomo es de 10%. La capacidad de adsorción de Cd y Pb en solución acuosa se incrementa al aumentar el °DA de los biopolímetos y al soportarlos en una matriz polimérica de poliuretano.""Chitin is the second abundant biopolymer in nature, being the celulose the most abundant, and it can be extracted from crustacean exoskeleton, for example from shrimp skeleton; by de-proteinization and de-mineralization process. Chitosan is the main derivative from chitin and it is obtained by desacetylation of chitin. Such biopolymers have been used in water treatment as coagulant- floculant agents, in dyes treatment, in food industry, cosmetics and drugs. The distinctive functional groups of chitin and chitosan are acetylamide and amine, respectively; which are present in different ratios, according with the acetylation degree of biopolymers. In addition, there are hydroxyl groups, which along with the aforementioned functional groups have pairs of electrons that can participate in the adsorption processes of heavy metals like Cd2+ and Pb2+, which are contaminants that are found in effluents due to anthropogenic or natural media. Chitosan is soluble at acid pH, therefore it is necessary to support it onto a polymeric matrix, which imparts to it a better mechanical resistance. The latest allows to use biocomposites in water treatment units to remove heavy metals. In the present work, the effect of the desacetylation degree of chitin or chitosan supported on a polymeric matrix is evaluated on the adsorption of the heavy metals already mentioned. The results showed that the dissolution of the biocomposite is 50% less than that of biopolymers (chitin and chitosan), and that the chitin-based biocomposite (BQ98) has higher adsorption capacity of lead (21 mg / gmaterial) than cadmium (2.9 mg / gmaterial) at pH 4, 25 ° C and a concentration on the balance of 40 mg / L. The percentage of desorption of cadmium in the presence of EDTA at pH 7 was 80%, while for lead is 10%. The adsorption capacity of Cd and Pb in aqueous solution increases with the ° DA biopolymers and to support them in a polymer matrix of polyurethane.
A germin-like protein gene (CchGLP) of Capsicum chinense Jacq. is induced during incompatible interactions and displays Mn-superoxide dismutase activity
Get PDF"A germin-like gene (CchGLP) cloned from geminivirus-resistant pepper (Capsicum chinense Jacq. Line BG-3821) was characterized and the enzymatic activity of the expressed protein analyzed. The predicted protein consists of 203 amino acids, similar to other germin-like proteins. A highly conserved cupin domain and typical germin boxes, one of them containing three histidines and one glutamate, are also present in CchGLP. A signal peptide was predicted in the first 18 N-terminal amino acids, as well as one putative N-glycosylation site from residues 44-47. CchGLP was expressed in E. coli and the recombinant protein displayed manganese superoxide dismutase (Mn-SOD) activity. Molecular analysis showed that CchGLP is present in one copy in the C. chinense Jacq. genome and was induced in plants by ethylene (Et) and salicylic acid (SA) but not jasmonic acid (JA) applications in the absence of pathogens. Meanwhile, incompatible interactions with either Pepper golden mosaic virus (PepGMV) or Pepper huasteco yellow vein virus (PHYVV) caused local and systemic CchGLP induction in these geminivirus-resistant plants, but not in a susceptible accession. Compatible interactions with PHYVV, PepGMV and oomycete Phytophthora capsici did not induce CchGLP expression. Thus, these results indicate that CchGLP encodes a Mn-SOD, which is induced in the C. chinense geminivirus-resistant line BG-3821, likely using SA and Et signaling pathways during incompatible interactions with geminiviruses PepGMV and PHYVV
Generación de versiones etiquetadas de las proteínas Ku70 y Ku80 de Candida glabrata para el estudio de su localización a lo largo del telómero derecho del cromosoma E.
Get PDFTesis (Maestría en Ciencias en Biología Molecular)"Las principales proteínas de adhesión del patógeno oportunista Candida glabrata, están codificadas por la familia de genes EPA, los cuales se localizan principalmente en regiones subteloméricas. Estas zonas están sujetas a silenciamiento transcripcional. Varias proteínas participan en esta regulación como son las proteínas Sir, Rap1, Rif1, Ku70 y Ku80. Estudios realizados en nuestro laboratorio, han demostrado que las proteínas Ku no se requieren significativamente para el silenciamiento de la región subtelomérica del brazo derecho del cromosoma E, donde se encuentra el gen EPA1. Este resultado es novedoso porque es el primero en demostrar que un telómero no depende por completo de las proteínas Ku. Datos no publicados de nuestro laboratorio sugieren que a pesar de no ser necesarias para el silenciamiento, estas proteínas se unen al telómero y la región subtelomérica. El objetivo de este trabajo es construir cepas de C. glabrata que contengan versiones etiquetadas funcionales de las proteínas Ku70 y Ku80 de esta levadura para posteriormente analizar primero, la posible interacción entre ellas y segundo la interacción in situ con el ADN a lo largo de la región subtelomérica del brazo derecho del cromosoma E mediante ensayos de inmunoprecipitación de la cromatina (ChIP).""The majority of the cell adhesion proteins in the opportunistic fungal pathogen Candida glabrata, are encoded by the EPA family of adhesins, and are localized at subtelomeric regions. These regions are subject to chromatin-based subtelomeric silencing in which several proteins participate, such as the Sir proteins, Rap1, Rif1 and the yKu70 and yKu80 proteins. We have previously shown that silencing at the right telomere of chromosome E, where EPA1 resides, does not require the Ku proteins. This result is surprising because this is the first example of Kuindependent silencing of a subtelomeric region. We also have data that suggests that the Ku proteins are probably bound to this telomere and the subtelomeric region, even though they are not required for subtelomeric silencing. In this work we constructed C. glabrata strains that contain tagged, functional versions of Ku70 and Ku80. We found that these proteins interact with each other. We will next determine whether there is interaction between these proteins and the DNA along the right telomere of chromosome E by chromatin immunoprecipitation experiments (ChIP).
Caracterización molecular de dos hongos, durante la interacción microorganismo-planta, para control biológico y promoción del crecimiento en Arabidopsis thaliana
Get PDFTesis (Doctorado en Ciencias en Biología Molecular)"Para afrontar a los patógenos las plantas han desarrollado mecanismos de defensa. Las fitohormonas juegan un papel importante en el crecimiento y desarrollo de la planta, así como, en la respuesta sistémica inducida por microorganismos patógenos y benéficos. En el presente trabajo se identificó un aislado del hongo Aspergillus ustus capaz de promover el crecimiento y desarrollo de Solanum tuberosum y Arabidopsis thaliana. En este trabajo se emplearon líneas de Arabidopsis para medir la expresión de genes reporteros expresados/reprimidos por auxinas o genes controlados por el ciclo celular (DR5 y CycB1) que mostraron un incremento en la actividad de GUS cuando se comparó con plántulas en las que se simulo la inoculación. Se evaluó la respuesta de mutantes de Arabidopsis en la señalización o síntesis de auxinas, etileno citocininas o ácido abcísico. La inoculación de Arabidopsis con el hongo indujo la resistencia sistémica contra el hongo necrotrófico Botrytis cinerea y la bacteria hemibotrofa Pseudomonas syringae DC3000, probablemente por la inducción de la expresión, de genes relacionados con el Ácido Salicílico, Ácido Jasmónico/Etileno y la síntesis de Camalexina. Por otro lado se evaluó la capacidad de Trichoderma atroviride para colonizar la raíz de Arabidopsis thaliana y el efecto de este hongo en el crecimiento y desarrollo de la planta. Además, se determinó que T. atroviride produce compuestos tipo indol en medio de cultivo líquido capaces de estimular el crecimiento en la planta. También, se determinó que la colonización de las raíces de Arabidopsis por T. atroviride induce la protección contra patógenos foliares. Se evaluó el perfil en la expresión de un grupo de genes relacionados con las vías del Ácido Salicílico, Acido Jasmonico/Etileno, estrés oxidativo y camalexina en Arabidopsis y se detrminó que la colonización de la raíz de Arabidopsis por T. atroviride induce la expresión simultanea de genes relacionados con las vías del SA y JA/ET para conferir resistencia contra patógenos hemibiotróficos y necrotróficos. El efecto benéfico inducido por la inoculación de la raíz de Arabidopsis con T. atroviride y la inducción del sistema de defensa de la planta sugiere un dialogo molecular entre estos organismos.""To deal with pathogens, plants have evolved sophisticated mechanisms including constitutive and induced defense mechanisms. Phytohormones play important roles in plant growth and development, as well as in the systemic response induced by beneficial and pathogen microorganisms. In this work, we identified an Aspergillus ustus isolate that promotes growth and induces developmental changes in Solanum tuberosum and Arabidopsis thaliana. Assays performed on Arabidopsis lines to measure reporter gene expression of auxin-induced/repressed or cell cycle controlled genes (DR5 and CycB1, respectively) showed enhanced GUS activity, when compared with mockinoculated seedlings. We evaluated the response of a collection of hormone mutants of Arabidopsis defective in auxin, ethylene, cytokinin, or abscisic acid signaling to the inoculation with this fungus. All mutant lines inoculated with A. ustus showed increased biomass production, suggesting that these genes are not required to respond to this fungus. Moreover, we demonstrated that A. ustus synthesize auxins and gibberellins in liquid cultures. In addition, A. ustus induced systemic resistance against the necrotrophic fungus Botrytis cinerea and the hemibiotrophic bacteria Pseudomonas syringae DC3000, probably through the induction of the expression of salicylic acid, jasmonic acid/ethylene, and camalexin defense related genes in Arabidopsis. Trichoderma spp. are common soil fungi used as biocontrol agents due to their capacity to produce antibiotics, induce systemic resistance in plants and parasitize phytopathogenic fungi of major agricultural importance. Here it is shown that T. atroviride promotes growth to Arabidopsis. Moreover, T. atroviride produced indole compounds in liquid cultures. These results suggest that indoleacetic acid-related indoles produced by T. atroviride may have a stimulatory effect on plant growth. In addition, Arabidopsis roots inoculation with T. atroviride provided systemic protection to the leaves inoculated with bacterial and fungal pathogens. T. atroviride induced an overlapped expression of defense-related genes of SA and JA/ET pathways, and of the gene involved in the synthesis of the antimicrobial phytoalexin, camalexin, both locally and systemically. The beneficial effects induced by the inoculation of Arabidopsis roots with T. atroviride and the induction of plant defense system suggests a molecular dialogue between these organisms.
Estimación de la Evapotranspiración en el Valle de San Luis Potosí y zonas aledañas por medio de imágenes de satélite.
Get PDFTesis (Maestría en Ciencias Ambientales)"La Evapotranspiración (ET) es el segundo termino más importante en el balance hidrológico, el cual engloba la transferencia de agua de la superficie hacia la atmósfera por evaporación de los cuerpos de agua, del suelo desnudo, de la superficie de las plantas y por la transpiración de la vegetación. En zonas áridas y semi-áridas, alrededor del 90% de la precipitación puede llegar a ser consumida por la ET, por lo cual la ET determina el balance entre la recarga y la descarga de los acuíferos en los ecosistemas propios de estos climas. En este trabajo se validó la aplicación del métodoMETRIC para generar estimaciones regionales de la variación espacial y estacional de la Evapotranspiración diaria (ET24) en el Valle de San Luis Potosí (VSLP). Las estimaciones obtenidas fueron evaluadas en función de la clasificación de uso de suelo de la superficie, en las zonas de agricultura y de bosque se obtuvieron resultados acorde a los valores de ET24 reportados en la literatura. Las estimaciones obtenidas de ET24 y de las variables que intervinieron en su cálculo, son una valiosa aportación en el VSLP, debido a que son las primeras estimaciones regionales realizadas. METRIC tiene gran potencial de ser usado como una herramienta en el cálculo de la recarga espacio-temporal al acuífero de SLP.""Evapotranspiration (ET) is the second largest term in the terrestrial water budget, wich includes the loss of water from the Earth’s surface to the atmosphere by the processes of evaporation from open water bodies, bare soil, plant surfaces and transpiration from vegetation. In arid and semiarid zones, 90% or more of the annual precipitation can be consumed by ET, therefore ET determines the balance between recharge and discharge from aquifers in these ecosystems. In this study, was used METRIC to compute daily evapotranspiration (ET24) in the Valley of San Luis Potos´ı (VSLP). Daily ET estimates in agriculture and forested areas were consistent with those reported in the literature. The ET estimates obtained in this work are a valuable contribution in this region, because they are the first regional estimates in the VSLP. METRIC has the potential to be used as a tool in the estimation of potential aquifer recharge.
Isolation and phylogenetic classification of culturable psychrophilic prokaryotes from the Collins glacier in the Antarctica
Get PDF"Culturable psychrophilic prokaryotes were obtained of samples of glacier sediment, seaside mud, glacier melted ice, and Deschampsia antarctica rhizosphere from Collins glacier, Antarctica. The taxonomic classification was done by a culture-dependent molecular approach involving the Amplified Ribosomal DNA Restriction Analysis. Two hundred sixty colonies were successfully isolated and sub-cultivated under laboratory conditions. The analysis showed a bacterial profile dominated by Beta-proteobacteria (35.2%) followed by Gamma-proteobacteria (18.5%), Alpha-proteobacteria (16.6%), Gram-positive with high GC content (13%), Cytophaga–Flavobacterium–Bacteroides (13%) and Gram-positive with low GC content (3.7%). Eleven of the isolates have been reported previously and the others microorganisms remain uncharacterized. The isolated microorganisms here could be a potential source for biotechnological products, such as cold-active enzymes and secondary metabolites.