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Título : Diseño racional de variantes mutantes de la enzima acetohidroxiácido sintasa de quinua (Chenopodium quinoa) resistentes a herbicidas comerciales
Autor : García Solís, Mario Daniel
Vega Sogso, Jessenia Maribel
Palabras clave : INHIBIDORES ENZIMÁTICOS
HERBICIDAS
AHAS
QUINUA
CLORIMURÓN ETIL
IMAZAQUIN
Fecha de publicación : sep-2021
Editorial : Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ciencia e Ingeniería en Alimentos y Biotecnología. Carrera de Ingeniería en Alimentos
Resumen : The enzyme acetohydroxy acid synthase (AHAS) plays a crucial role in the biosynthesis of branched-chain amino acids in plants and microorganisms. This enzyme is the target of five families of commercial herbicides, among which sulphonylureas and imidazolinones stand out for their excellent biocidal activity on weeds and low toxicity to animals. Herbicides that act on AHAS are applied globally on different important crops such as rice, soybean, barley, wheat, cotton and maize. However, for quinoa, no herbicide has yet been identified for weed control. In the present study, two different mutant variants of the quinoa AHAS enzyme were modelled which aim to generate resistance to the herbicides chlorimuron ethyl (CE) and imazaquin (IQ). The high degree of AHAS conservation in the different plant species allowed us to generate a computational model of the C. quinoa AHAS structure based on the 3D structure of Arabidopsis thaliana AHAS. Based on the wild-type CqAHAS model, the A114T and P189S mutations were modelled, and their effect on the binding mode of the herbicides CE and IQ was analysed. The results led to the conclusion that the A114T mutation could lead to some degree of resistance to IQ, while the P189S mutation could lead to high resistance to CE. This study demonstrates the concept that the introduction of mutations in the AHAS enzyme of quinoa can be effective in introducing resistance to commercial herbicides for integrated weed management.
Descripción : La enzima acetohidroxiácido sintasa (AHAS) cumple un papel crucial en la biosíntesis de aminoácidos de cadena ramificada en plantas y microorganismos. Esta enzima es el objetivo de cinco familias de herbicidas comerciales, entre las que destacan las sulfonilureas e imidazolinonas por su excelente actividad biocida sobre malezas y baja toxicidad en animales. Los herbicidas que actúan sobre AHAS son aplicados a nivel global en diferentes cultivos de importancia como el arroz, soja, cebada, trigo, algodón y maíz. Sin embargo, para la quinua no se ha identificado aún algún herbicida que permita el control de malezas. En el presente estudio se modeló dos diferentes variantes mutantes de la enzima AHAS de quinua las cuales tienen como objetivo generar resistencia a los herbicidas clorimurón etil (CE), e imazaquin (IQ). El alto grado de conservación de AHAS en las diferentes especies vegetales permitió generar un modelo computacional de la estructura de C. quinoa AHAS con base la estructura 3D de Arabidopsis thaliana AHAS. Con base al modelo de CqAHAS en su forma silvestre se modeló las mutaciones A114T y P189S, y se analizó su efecto sobre el modo de unión de los herbicidas CE e IQ. Los resultados permitieron concluir que la mutación A114T podría generar algún grado de resistencia a IQ, mientras que la mutación P189S podría generar una elevada resistencia a CE. Este estudio demuestra el concepto de que la introducción de mutaciones en la enzima AHAS de la quinua puede ser efectiva para introducir resistencia a herbicidas comerciales que permitan realizar un adecuado manejo integral de malezas.
URI : https://repositorio.uta.edu.ec/jspui/handle/123456789/33646
Aparece en las colecciones: Carrera Ingeniería en Alimentos

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