Optimización de un protocolo para aislamiento de ADN en tejido foliar de cacao (Theobroma cacao L.) para la amplificación con marcadores moleculares Optimizing a protocol for DNA isolation of cocoa (Theobroma cacao L.) leaf tissue for amplification with molecular markers

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Luis Angulo Graterol, Ph.D.
Ing. Jenny Ángel Molina
Rosana Figueroa-Ruiz, Ph.D.
Fidel Parada Berríos, Mgtr.

Resumen

La extracción de ADN libre de polisacáridos, polifenoles, proteínas y ARN de plantas constituye el paso inicial para diversos estudios en Biología molecular. Existen varios métodos de extracción de ADN específicos para cacao (Theobroma cacao L.); sin embargo, consumen mucho tiempo, utilizan reactivos y equipos costosos. El objetivo del presente estudio fue optimizar y comparar dos métodos de extracción de ADN: 2-β-mercaptoetanol (BME) y CTAB modificado en este estudio (CTAB-Mod), para seleccionar el más apropiado, rápido y eficiente para aislar ADN en tejido foliar de cuatro clones de cacao. Se utilizaron técnicas de espectrofotometría, electroforesis en geles de agarosa y marcadores moleculares para evaluar la concentración, pureza y funcionalidad del ADN obtenido mediante los dos métodos. Los valores de las concentraciones del ADN (absorbancia a A260 nm) y pureza (relación A260/A280 nm) fueron analizados estadísticamente, de acuerdo a un diseño completamente al azar, con arreglo de tratamientos factorial 2x4, el primer factor (método de extracción) a dos niveles y el segundo factor (clones de cacao) a cuatro niveles. La concentración promedio del ADN (A260 nm) en el protocolo optimizado CTAB-Mod mostró diferencias significativas (p≤ 0,01) y un rendimiento de 3,93 ng.µL-1/mg de tejido foliar utilizado. La funcionalidad del ADN por amplificación PCR con marcadores SSR generó perfiles de bandas con buena resolución y de fácil interpretación. Se recomienda el uso del protocolo optimizado CTAB-Mod para extraer y obtener ADN de alto rendimiento, calidad y pureza para su aplicación con marcadores moleculares.

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Cómo citar
Angulo Graterol, L., Ángel Molina, J., Figueroa-Ruiz, R. ., & Parada Barrios, F. (2023). Optimización de un protocolo para aislamiento de ADN en tejido foliar de cacao (Theobroma cacao L.) para la amplificación con marcadores moleculares: Optimizing a protocol for DNA isolation of cocoa (Theobroma cacao L.) leaf tissue for amplification with molecular markers. REVISTA CIENTÍFICA ECOCIENCIA, 10(4), 68–87. https://doi.org/10.21855/ecociencia.104.835
Sección
Artículos

Citas

Acosta J. 2017. Clonación, Secuenciación y Caracterización Molecular de Genes Codificantes de Polifenol Oxidasa (PPO) en Theobroma cacao L. (cacao) en el Cantón Quevedo – Provincia De Los Ríos. Trabajo de titulación previo a la obtención del título de: Ingeniera en Biotecnología de los Recursos Naturales, de la Universidad Politécnica Salesiana, Quito, Ecuador. 84 p.

Alejos L., M. Aragón y A. Cornejo. 2011. Herramientas moleculares aplicadas en ecología. Capítulo: Extracción y Purificación de ADN. Unidad de Biotecnología y Prototipos. Universidad Nacional Autónoma de México. Disponible: http://www.massey.ac,nz/~wwbioch/DNA/hydDNA/framset.htm

Batista A., P. Ramos, A. Magalhàes, F. Amato and R. Correa. 2016. Molecular genetic diversity in a core of cocoa (Theobroma cacao L.) clones with potential for selection of disease resistance, plant height and fruit production. African journal of Biotechnology 15(44): 2517-2523. http://www.academicjournals.org/AJB

Bermúdez-Guzmán M., S. Guzmán-González, M. Orozco-Santos, J. Velázquez-Monreal, M. Buenrostro-Nava y C. Michel-López. 2016. Optimización de un protocolo para asilamiento de DNA de hojas de Saccharum officinarum. Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas 7(4): 897-910.

Bhattacharjee R., M. Kolesnikova-Allen, P. Aikpokpodion, S. Taiwo and I. Ingelbrecht. 2004. An improved semiautomated rapid method of extracting genomic DNA for molecular marker analysis in cocoa, Theobroma cacao L. Plant Mol Biol Rep 22(4): 435–436. http://dx.doi.org/10.1007/BF02772686

Cadavid I., D. Rosero, y S. Uribe. 2013. Comparación de dos métodos de extracción de ADN a partir de plantas del género Solanum, subgénero Leptostemonum. Revista Colombiana Biotecnológica 15(2): 186-192.

Chandrakant E., W. Tulshiram, D. Mathew, J. Minimol, J. Sherin, S. Kurian and M. Shylaja. 2019. Microsatellite and inter-microsatellite markers linked with resistance to vascular streak dieback in cocoa (Theobroma cacao L.). The Journal of Horticultural Science and Biotechnology 94: 1-9. doi: 10.1080/14620316.2019.1677509

Chávez E., D. Arteaga y M. Giraldo. 2014. Protocolo de purificación de ADN de hojas de Theobroma cacao L. para estudios de genética poblacional con microsatélites (STR). Instituto de Investigaciones Técnico Científicas de la Universidad Policial (IITCUP). Diciembre (2): 70-72.

Cornejo O., Y. Muh-Ching, V. Dominguez, M. Andrews, A. Sockell, E. Strandberg, D. Livingstone, C. Stack, A. Romero, P. Umaharan, S. Royaert, N. Tawari, P. Ng, O. Gutierrez, W. Phillips, K. Mockaitis, C. Bustamante and J. Motamayor. 2018. Population genomic analyses of the chocolate tree, Theobroma cacao L., provide insights into its domestication process. Communications Biology 1:167. doi: 10.1038/s42003-018-0168-6.

De Faria, Y. 2022. Identificación del grupo genético “Cacao Costa Aragüeña”, mediante el uso de marcadores moleculares. Trabajo de Grado para optar al Título de Magister Scientiatum en Agronomía, mención Mejoramiento Genético y Biotecnología. Postgrado en Agronomía, Universidad Central de Venezuela 63p.

Doyle J. and J. Doyle. 1987. A rapid DNA isolation procedure from small quantities of fresh leaf tissue. Phytochem Bull 19:11-15.

Guevara M. and J. Salazar. 2015. Caracterización morfológica del fruto y la semilla de 9 clones de cacao (Theobroma cacao L) realizado en el centro de desarrollo Tecnológico del INTA El Recreo, Rama RAAS, en el año 2014-2015. Tesis para obtener el Título de Doctor de la Universidad Nacional Autónoma de Nicaragua, Managua. 114p.

Guiraud B., M. Tahi, O. Fouet, C. Trebissou, D. Pokou, R. Rivallan, X. Argout, K. Koffi1, B. Koné, B. Zoro and C. Lanaud. 2018. Assessment of genetic diversity and structure in cocoa trees (Theobroma cacao L.) in Côte d’Ivoire with reference to their susceptibility to Cocoa swollen shoot virus disease (CSSVD). Tree Genetics & Genomes 14:52. doi.org/10.1007/s11295-018-1264-y

Henao A., H. Salazar and A. Urrea. 2018. Quality of cocoa (Theobroma cacao L.) DNA from foliar tissue at different stages of development. Acta Agronómica 67(2): 311-318.

International Cocoa Organization (ICCO). 2023. Quarterly Bulletin of Cocoa Statistics. Cocoa supply and demand situation. Published: 3-08-2020. Disponible en línea en: https://www.icco.org/may-2023-quarterly-bulletin-of-cocoa-statistics/. (Consultado agosto, 2023).

Knight, J. 2004. “2-Mercaptoethanol” in Encyclopedia of Reagents for Organic Syntesis. Ed. L, Paquette, Wiley & Sons, New York. doi: 10.1002/047084289.

Michiels A., E. Van Den, M. Tucker, L. Van Riet and A. Van Laere. 2003. Extraction of high-quality genomic DNA from latex-containing plants. Anal Biochem 315(1), 85-89. https://doi.org/10.1016/S0003-2697(02)00665-6.

Osayande L., R. Horn, G. Obinna, C. Ralph, A. Afolabi and O. Asemota. 2016. Development of a method for DNA extraction from oil palm leaves and the effects of pH and ionic strength on nucleic acid quantification. Journal of Biological Methods 3(2): 1-6. doi: 10.14440/jbm.2016.80

Osorio-Guarín J., J. Berdugo, R. Coronado, Y. Zapata, C. Quintero, G. Gallego-Sánchez and R. Yockteng. 2017. Colombia a Source of Cacao Genetic Diversity as Revealed by the Population Structure Analysis of Germplasms Bank of Theobroma cacao L. Plant Science 8:1994. doi: 10.3389/fpls.2017.011994.

Pérez M., J. Rivera y E. Malus. 2013. Manual de Protocolos de Medición de Organismos Genéticamente Modificados. Elaborado con fondos del Proyecto Sectorial de la Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación (SAGARPA) y el Centro Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACyT) 2011-09-172352. ISBN: 978-607-96162-4-3. 79 p.

Pugh T., O. Fouet, M. Risterucci, P. Brottier, M. Abouladze, C. Deletrez, B. Courtois, D. Clement, P. Larmande, J. N´Goran and C. Lanaud. 2004. A new cacao linkage map based on codominant markers: development and integration of 201 new microsatellite markers. Theorical Applied Genetics 108:1151-1161.

Ramirez M., H. Salazar y A. Urrea. 2018. Calidad del ADN de cacao (Theobroma cacao L.) a partir del tejido foliar en diferentes etapas de desarrollo. Acta Agronómica 67(2): 311-318. doi: https://doi.org/10.15446/acag.v67n2.63046.

Ramos A. y M. Gómez. 2019. Caracterización Fenotípica y Genotípica de Aislados de Cacao (Theobroma cacao L.) de Dibulla, Guajira. Tesis para optar al Título de Magister Scientiarum en Biotecnología, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad Libre Seccional Barraquilla. 95 p.

Richardson J., B. Whitlock, A. Meerow and S. Madriñán. 2015. The age of chocolate: a diversification history of Theobroma and Malvaceae. Frontiers in Ecology and the Environment. 3(120): 1-14.

Risterucci A., L. Grivet, J. N´Goran, I. Pieretti, M. Flament and C. Lanaud. 2000. A high-density linkage map of Theobroma cacao L. Theoretical Applied Genetics 101:948-955.

Rocha, P. 2002. Teoría y práctica para la extracción y purificación del ADN de palma de aceite. Palmas 23(3): 9-17.

Santos E., C. Cerqueira-Silva, G. Mori, D. Ahnert, D. Mello, J. Pires, R. Corrêa and A. De Souza. 2015. Genetic Structure and Molecular Diversity of Cacao Plants Established as Local Varieties for More than Two Centuries: The Genetic History of Cacao Plantations in Bahia, Brazil. PLoS ONE 10(12): 1-18. doi: 10.1371/journal.pone.0145276.

Santos R., U. Vanderlei, D. Clément, J. Pires, E. Matos, T. Batista and K. Peres. 2014. A protocol for large scale genomic DNA isolation for cacao genetics analysis. African Journal Biotechnology 13(7), 814-820. http://dx.doi.org/10.5897/AJB2013.13181.

Scharf A., C. Lang and M. Fischer. 2020. Genetic authentication: Differentiation of fine and bulk cocoa (Theobroma cacao L.) by a new CRISPR/Cas9-based in vitro method. Food Control the International Journal of HACCP and Food Safety 114: 1-9. doi.org/10.1016/j.foodcont.2020.107219.

Statistix. 2009. Statistix 9: Analytical Software.copyright ®. Version 9.0. Tallahassee, Florida.

Suazo T., S. Miranda, E. Rivers, M. Lacayo y D. Tenorio. 2020. Evaluación de metodologías de extracción de ADN de plantas recalcitrantes. Revista Torreón Universitario. Universidad Nacional Autónoma de Nicaragua, Managua 9(24): 45-57. doi.org/10.5377/torreon.v9124.9723.

Tiwari J., P. Chandel, S. Gupta, J. Gopal, B. Singh and V. Bhardwaj. 2013. Analysis of genetic stability of in vitro propagated potato microtubers using DNA markers. Physiology Molecular Biology Plant 19(4): 587-595. doi.org/10.1007/s12298-013-0190-6.

Viet L., L. Vanlerberghe, H. Thanh, K. Dewettinck and K. Messens. 2015. Comparative Evaluation of Six Extraction Methods for DNA Quantification and PCR Detection in Cocoa and Cocoa-Derived Products. Food Biotechnology 29: 1-19. doi: 1.1080/08905436.2014.996761.

Zarrillo S., N. Gaikwad, C. Lanaud, T. Powis, C. Viot, I. Lesur, O. Fouet, X Argout, E. Guichoux, F. Salin, R. Solorzano, O. Bouchez, H. Vignes, P. Severts, J. Hurtado, A. Yepez, L. Grivetti, M. Blake and F. Valdez. 2018. The use and domestication of Theobroma cacao during the mid-Holocene in the upper Amazon. Nature Ecology & Evolution. http://www.nature.com/natecolevol. doi.org/10.1038/s41559-018-0697-x.

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