ARS News Service
Agricultural Research Service, USDA
By Jan Suszkiw, (301) 504-1630, jsuszkiw@ars.usda.gov
January 17, 2001
Agricultural Research Service scientists are testing new cotton lines whose seed may pack a knockout punch against microbial attackers.
The plants' “punch” is a small protein called a peptide. Shown for the first time in test tube trials, leaf and seed extracts from cotton plants expressing the synthetic peptide D4E1 inhibited up to 100 percent of germinating Aspergillus flavus and other fungi within 30 minutes of exposure. The next step is to inoculate the cotton bolls with the fungus to see if D4E1 stops it from germinating on the seed, according to Thomas Cleveland, who leads ARS’ Food and Feed Safety Research Unit in New Orleans.
A. flavus, one of 25 fungi and bacteria that succumb to D4E1, is of particular interest because it can contaminate cottonseed with aflatoxin. Because it’s harmful to humans and other animals, aflatoxin threatens the marketability of cottonseed, which is processed into edible oil, a high-protein meal, and other products valued at $500-700 million annually.
Eventually, according to Cleveland, the peptides could offer a surrogate defense for cotton plants lacking sufficient resistance to microbial infection. This also could offset the need for chemical fungicides.
To engineer the cotton, ARS biologists Kanniah Rajasekaran and Jeffrey Cary first synthesized a gene for making D4E1 using a blueprint of amino acids — the building blocks of all protein — from
Demegen, Inc.
Dow AgroSciences LLC subsequently licensed the technology and is collaborating with ARS under a 1998 cooperative research and development agreement to develop disease resistant cottons.
The researchers used the microbe Agrobacterium tumefaciens to insert D4E1 into cotton seedling cells and developed a clump of genetically transformed callus material. From this, they regenerated 100 to 150 plants, but chose only 10 for further propagation and progeny testing.
The ARS-Dow AgroSciences LLC team is using specialized antibodies and mass spectrometry techniques to determine how much D4E1 is made by cottonseed, and pinpoint its location inside cotton cells. ARS is the U.S. Department of Agriculture's chief scientific agency.
Scientific contacts:
Thomas Cleveland or Kanniah “Rajah” Rajasekaran, ARS Food and Feed Safety Research Unit, Southern Regional Research Center (SRRC), New Orleans, La., Cleveland: phone (504) 286-4200, fax (504) 286-4419,
eclevela@srrc.ars.usda.gov.
Rajasekaran: phone (504) 286-4482, fax (504) 286-4217,
krajah@srrc.ars.usda.gov.
Richard Ekstrom, Demegen, Inc., (412) 241-2150, fax (421) 241-2161,
rdekstrom@demegen.com.
Algodones
nuevos ayudan a combatir hongos
Servicio Noticiero del Servicio de Investigación Agrícola (ARS siglas en inglés)
Departamento de Agricultura (USDA siglas en ingles)
17 de enero 2001
Jan Suszkiw, (301) 504-1630, jsuszkiw@ars.usda.gov
Los científicos del Servicio de Investigación Agrícola (ARS siglas en
inglés) están probando nuevas líneas de algodón para combatir
atacadores micróbicos.
La capacidad de la planta de algodón para combatir los hongos viene de
una proteína llamada péptido. Mostrado por primera vez en ensayos,
extractos de las hojas y las semillas de las plantas de algodón que tuvieron el
péptido D4E1 inhibieron hasta 100 por ciento de "Aspergillus flavus" y otros
hongos en un plazo de 30 minutos después de exposición. El paso siguiente es
inocular a las cápsulas del algodón con el hongo para vigilar si D4E1
impide la germinación en la semilla, según Thomas Cleveland, quien es el
líder de la Unidad de Investigación de la Seguridad de Alimentos y Forraje en
New Orleans, Louisiana.
"A. flavus," uno de los 25 hongos y bacterias que sucumben al D4E1, es
de más interés porque el hongo puede contaminar la semilla de algodón con
aflatoxina. La aflatoxina es malo para los seres humanos y otros
animales y también amenaza la comerciabilidad de la semilla de algodón, la cual
se procesa para el aceite comestible, una harina de alta proteína, y
otros productos con un valor de $500 - $700 millones anualmente.
Eventualmente, según Cleveland, los péptidos podrán ser una defensa
para las plantas de algodón que les falta suficiente resistencia a la infección
micróbica. Esto también podrá reducir la necesidad de usar fungicidas
químicos.
Para ingeniar el algodón, los biólogos de ARS Kanniah Rajasekaran y
Jeffrey Cary primero sintetizaron un gene para hacer D4E1 usando un modelo de
aminoácidos -- la materia principal de todas las proteínas -- de la
compañía Demegen, Inc. La compañía Dow AgroSciences LLC licenció la tecnología
y está colaborando con ARS bajo un acuerdo cooperativo de investigación y
desarrollo del 1998 para desarrollar algodones que tienen resistencia
a las enfermedades.
Los investigadores utilizaron el micróbico "Agrobacterium tumefaciens"
para insertar D4E1 en las células de los plantones de algodón y
desarrollaron un material transformado genéticamente. De esto, los científicos
regeneraron 100 a 150 plantas, pero eligieron solamente 10 para pruebas
adicionales.
El grupo de ARS y Dow AgroSciences LLC están utilizando anticuerpos
especializados y técnicas de espectrometría para determinar cuánto
D4E1 es hecho por la semilla de algodón, y para establecer claramente su
localización dentro de las células del algodón.
ARS es la agencia principal de investigación científica del Departamento de
Agricultura de los Estados Unidos.
Contactos científicos:
Thomas Cleveland o Kanniah "Rajah" Rajasekaran, ARS Food and Feed Safety Research Unit, Southern Regional Research Center
(SRRC), New Orleans, La., Cleveland: teléfono (504) 286-4200, fax
(504) 286-4419, eclevela@srrc.ars.usda.gov.
Rajasekaran: teléfono (504) 286-4482,
fax (504) 286-4217, krajah@srrc.ars.usda.gov.
Richard Ekstrom, Demegen, Inc., teléfono (412) 241-2150, fax (421) 241-2161, rdekstrom@demegen.com.
USDA news release
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