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La yuca es determinante para la seguridad alimentaria de cientos de millones de personas alrededor del mundo. A pesar de que el principal medio de propagación del cultivo es a través de semilla asexual por estacas (tallos maduros) se ha revelado una relativamente alta diversidad intraespecífica, principalmente en los sistemas de cultivo de manejo tradicional. En esta revisión se documentan algunos estudios realizados sobre la diversidad de la yuca, tanto por marcadores moleculares como morfológicos, centrándose en aquellos realizados en el Amazonas. También se exponen los principales factores que han determinado el aprovechamiento y conservación de esta diversidad, tales como la aparición espontánea de semillas de origen sexual, el sistema de chagras indígenas, la memoria biocultural y la facilidad de intercambio de semilla entre comunidades. Finalmente, se pone de manifiesto que en los sistemas de manejo tradicional la conservación y uso de la diversidad intraespecífica se constituye en un elemento prioritario que se ha perdido en los sistemas de cultivo a gran escala. En los sistemas de manejo tradicional existe un vínculo etnobotánico que pervive e invita a buscar prácticas alternativas que aseguran un mantenimiento de la diversidad, permitiendo una productividad eficiente e incluso se hace un mejor manejo para disminuir los riesgos de incidencia de algunas plagas y enfermedades.

La yuca (Manihot esculenta) es el cuarto cultivo en importancia a nivel mundial como fuente de calorías para la población humana después del arroz, el azúcar y el maíz, posicionándose por esta razón como un cultivo primordial para la seguridad alimentaria. Su arquitectura ha sido considerada como un factor clave que subyace a la fisiología del rendimiento, relacionando características morfológicas con productividad. En este trabajo se evaluaron diferentes características de arquitectura vegetal en yuca. Los caracteres fueron evaluados en una población F1 compuesta por 133 hermanos completos (familia K) sembrados en dos lugares biogeográficamente diferentes: La Vega (Cundinamarca) y Arauca (Arauca) en Colombia. Las características evaluadas relacionadas con la arquitectura vegetal fueron altura de la planta (AT), número de brotes (NB), longitud entrenudos (LE), número de raíces (NR), peso de raíces (PR), pigmentación del peciolo (PP), área de la hoja (AH) y tipo de hoja (TH). A partir de los datos obtenidos y empleando un mapa genético de alta densidad basado en SNPs (Single Nucleotide Polymorphisms) se llevó a cabo un análisis de QTLs (Quantitative Trait Loci). Se lograron identificar tres QTLs para La Vega asociados con los caracteres altura total, número de brotes y área de la hoja. Para Arauca se detectaron tres QTLs asociados con altura total, longitud de entrenudos y número de brotes. Los QTLs se distribuyeron en cuatro grupos de ligamiento y explicaron entre 18,93 y 41,92 % de la variación genética.

Cassava (Manihot esculenta), a starchy root crop, constitutes the source of alimentation for over 600 million people worldwide. Cassava Bacterial Blight (CBB) is caused bythe bacterium Xanthomonas axonopodis pv. manihotis (Xam). This review will focus on the current knowledge on the molecular cassava-Xam interaction. We will present the different molecular techniques developed to assess the genetic diversity and dynamics of Xam populations. We will also present different methods developed for detecting the pathogen in vegetative planting materials and true seeds and their contribution to reduce the impact of the disease. We will review different studies conducted to gain a better understanding on the molecular mechanisms and the genes involved in the cassava bacterial resistance, including the recent advances obtained using functional genomics. The acquired knowledge in the last years for this pathosystem will help to establish better disease control strategies and generate, in a short term, resistant cassava varieties contributing to solve one of the main problems of poor cassava farmers and this effort will open a new horizon to the cassava crop in the world.

Los microARNs (miARNs) son pequeños ARN no codificantes que juegan un papel importante en el control de la expresión génica a través de la degradación de ARNm complementarios a su secuencia. La expresión de los miARNs es dependiente de la ARN polimerasa II como la mayoría de genes que codifican para proteínas. La regulación de la expresión de miARNs está bajo el control coordinado y combinatorio de factores de transcripción (FT). En este trabajo, se realizó una aproximación bioinformática para identificar sitios de unión de FT, TFBS (del inglés Transcription Factors Binding Sites) en regiones promotoras de genes miRNAs en 17 especies vegetales y se analizó el papel de algunos FT en defensa contra bacterias. Se encontró que nueve de las plantas analizadas presentaban diferencias significativas entre la distribución de TFBS presentes en los promotores de los miRNAs cuando se compara con los presentes en los genes codificantes de proteínas. En varios de los promotores de los miRNAs de yuca que son inducidos en respuesta a la infección por la bacteria Xanthomonas axonopodis pv. manihotis se identificaron elementos de unión como CCA1, T-box y SORLREP3, los cuales se presentan también en los genes que codifican proteínas implicadas en respuestas al ciclo circadiano y a la luz, sugiriendo que estos procesos y las respuestas inmunes en plantas pueden ser coordinados. En conjunto este trabajo aporta luces sobre los posibles mecanismos transcripcionales del control de la expresión génica de los miARNs.

Dentro de las proteínas implicadas en inmunidad de plantas y animales se encuentran aquellas que poseen un dominio TIR (Toll Interleukin Related). El objetivo de este trabajo fue realizar un análisis genómico global de las proteínas que presentan un dominio TIR en yuca y discernir su posible función en la resistencia a la bacteriosis vascular. En el proteoma de yuca se logró identificar 46 proteínas con dominios TIR, los cuales fueron divididos en cuatro categorías según la presencia o no de otros dominios: TIR (T), TIR-NB (TN), TIR-LRR (TL) y TIR-NB-LRR (TNL). El 56.5% de las 46 proteínas corresponde a la categoría TNL. Mediante alineamientos múltiples se encontró que no todos los dominios TIR de yuca presentan la región aE implicada en la dimerización y activacion de las respuestas de inmunidad. Tres de las cuatro categorías (T, TNL y TN) de proteínas presentan un mayor número de sustituciones sinónimas sugiriendo que no están implicadas en procesos de reconocimiento. Por doble híbrido de levadura y agroinfiltración se analizaron dos dominios TIR que no presentan la región aE, encontrando que ambos son capaces de formar homo y heterodímeros pero no desencadenan respuestas de defensa. Con este trabajo se pudo concluir que algunas proteínas que poseen dominios TIR pueden funcionar como adaptadores en la transducción de la señal con otras proteínas de resistencia. Además se puso en evidencia que no siempre la región aE es importante para la dimerización, pero si para activar las señales de respuestas de defensa.

La yuca (Manihot esculenta Crantz, Euphorbiaceae) es el cuarto cultivo en importancia a nivel mundial como fuente de calorías para la población humana y cuya producción se ve afectada por la bacteriosis vascular, enfermedad ocasionada por Xanthomonas axonopodis pv. manihotis (Xam). La resistencia a enfermedades en plantas depende de la presencia de genes de resistencia (R), los cuales reconocen a los patógenos y simultáneamente permiten desencadenar la respuesta de defensa. A pesar de recientes esfuerzos encaminados a la identificación de genes R en yuca, aún no se ha logrado clonar el primer gen R en este cultivo. En el presente trabajo se estudió el perfil de expresión de dos Genes Candidatos a Resistencia (RGCs) asociados a QTLs de defensa contra la bacteriosis vascular en yuca. A partir de la técnica transcripción reversa y reacción en cadena de la polimerasa (RT-PCR) se evaluó la expresión de los genes RXam1 y RXam2 en tallos y hojas de las variedades resistentes SG107-35 y MBRA685 de yuca, después de ser inoculadas con la cepa CIO151 de Xam. Se observó que RXam1 es inducido a partir de los cinco días post-inoculación tanto en tallos como hojas de las dos variedades, mientras que RXam2 es expresado de manera constitutiva en la variedad MBRA685.

Uno de los factores mas importantes que afectan los cultivos son las enfermedades ocasionadas por los patógenos. La resistencia vegetal ha sido clásicamente dividida en dos tipos: i) competa, vertical o cualitativa que es gobernada por un solo gen y ii) incompleta, horizontal o cuantitativa la cual es gobernada por varios genes. Aunque la resistencia cuantitativa provee resistencia de amplio espectro y es durable, los mecanismo moleculares subyacentes no han sido estudiados en detalle. En esta revisión se propone un modelo basado en la co-localización de genes similares a los clásicos genes de resistencia cualitativa con QTLs (Quantitative Trait Loci) para explicar el mecanismo involucrado en el reconocimiento del patógeno durante la resistencia cuantitativa. Además se presenta información acerca del progreso obtenido en los últimos tres años para entender este tipo de resistencia, que culminó con la clonación de varios genes asociados a la resistencia cuantitativa. En conjunto, estos datos proveen nuevas luces sobre la naturaleza genética de este tipo de resistencia y de cómo puede ser empleada en programas de mejoramiento genético.

La yuca (Manihot esculenta) constituye la base de la alimentación para más de 1.000 millones de personas en el mundo, consolidándose como el cuarto cultivo más importante en el mundo después del arroz, el maíz y el trigo. La yuca es considerada como un cultivo relativamente tolerante a condiciones de estrés abiótico y biótico, sin embargo estas características se encuentran principalmente en variedades no comerciales. Las estrategias de mejoramiento genético convencional o mediadas por transformación genética representan una alternativa para introducir las características deseadas dentro de las variedades comerciales. Un paso fundamental con miras a acelerar los procesos de mejoramiento genético en yuca requiere el descubrimiento de los respectivos genes relacionados con las características buscadas, para lo cual los ESTs (del inglés Expressed Sequence Tags) son una vía rápida para este fin. En este estudio se realizó un análisis de la colección completa de ESTs disponibles en yuca, representada por 80.459 secuencias, los cuales fueron ensamblados en un conjunto de de 29.231 genes únicos (unigen), representado por 10.945 contigs y 18.286 singletones. Estos 29.231 genes únicos pueden representar cerca del 80% de los genes del genoma de yuca. Entre el 5 y 10% de los unigenes de yuca no presentaron similitud con las secuencias presentes en las bases de datos de NCBI y pueden constituir genes específicos de yuca. A un grupo de secuencias del set unigen (29%) fue posible asignarles una categoría funcionales de acuerdo al vocabulario Gene Ontology. El componente función molecular es el mejor representado con 43% de las secuencias, seguido por el componente proceso biológico (38%) y finalmente el componente celular (19%). Dentro de la colección de ESTs de yuca se identificaron 3.709 microsatélites que podrán ser empleados como marcadores moleculares. Este estudio representa una contribución importante al conocimiento de la estructura genómica funcional de la yuca y se constituye en una herramienta para la identificación de genes asociados a características de interés agrícola para posteriores programas de mejoramiento genético.

La bacteriosis vascular de yuca producida por la bacteria Xanthomonas axonopodis pv. manihotis (Xam) es uno de los factores limitantes para la producción de yuca. Dentro de los primeros factores de patogenicidad identificados en esta bacteria se encuentra el gen pthB. La proteína PthB pertenece a la familia de efectores PthA/AvrBs3, que se caracterizan por presentar dominios NLS (Nuclear Localization Signal) y un dominio AAD (Acidic Activation Domain), lo cual sugiere que estas proteínas actúan como factores de transcripción. La identificación de las proteínas de yuca que interactúan con PthB permitiría dar luces sobre la función de esta proteína en la patogenicidad de esta bacteria. En este trabajo se clonó pthB en una fusión traduccional con el BD (Binding Domain) del factor de transcripción GAL4. Después de transformar este constructo en una cepa de levadura, se observó autoactivación de los genes reporteros, incluso a concentraciones altas de 3-AT. La eliminación del primer, segundo o de los dos NLS y del AAD no eliminaron la capacidad de autoactivación de los genes reporteros mediada por PthB. Estos resultados indican la imposibilidad de su utilización en un tamizaje de una librería de ADNc de yuca para identificar las proteínas que interactúan con PthB.

Los combustibles obtenidos a partir de materia vegetal, como el etanol y el biodiesel, están tomando importancia en la dinámica energética mundial, gracias principalmente a que son más económicos y menos contaminantes del medio ambiente que los combustibles fósiles. El mercado de biocombustibles ha producido un incremento en las áreas de cultivo tanto de plantas regularmente usadas como materia prima para su obtención como de aquellas con potencial de ser nuevas fuentes de producción, al igual que ha impulsado la investigación básica orientada hacia el incremento en calidad y producción de diferentes cultivos. Las plantas que almacenan cantidades importantes de almidón, azúcares simples o aceites son el blanco principal para la producción de biocombustibles, aunque nuevas tecnologías están permitiendo la utilización de celulosa como materia prima. El cultivo de yuca (Manihot esculenta) está ampliamente distribuido en toda la zona tropical y es la base alimenticia de cerca del 10% de la población mundial. El alto contenido de almidón en las raíces almacenadoras de la yuca hace de este cultivo una opción para la obtención de etanol. El uso de técnicas de mejoramiento no convencional de variedades de yuca permitirá la generación de plantas más aptas para la industria de biocombustibles. En este artículo de reflexión se revisa el estado actual de los biocombustibles a nivel mundial y nacional, y se comentan los beneficios y retos a afrontar en cuanto a las implicaciones respecto al medio ambiente y la alimentación humana. Finalmente se discute el potencial de la yuca como fuente eficiente de materia prima para la obtención de biocombustibles en Colombia.