Rice seeds as biofactories of the production of antimicrobial peptides

Abstract

A series of antimicrobial peptides (AMPs) derived from the BP134 peptide (a member of the CECMEL11 library) exhibited potent bactericidal effect and low cytotoxicity, and were selected for expression in transgenic rice. Transgenic plants were generated expressing a codon-optimized AMP, under the control of a seed-specific promoter. It was confirmed that the expected peptides accumulated in the transgenic rice seeds, but not in other plant tissues, resulting in enhanced levels of protection against bacterial and fungal plant pathogens. Procedures for purification of the AMPs from seeds have been established based on solubilization/selective precipitation and Weak Cation Exchange-Reverse Phase chromatography. One of the peptides obtained, the S-Cec A, exhibited a high antibacterial and bactericidal activity against Dickeya sp. The accumulation levels of the recombinant AMP peptides in rice seeds were dependent on the strategy used, and its production in seeds offers a promising perspective for the use of rice as biofactory

Una sèrie de pèptids antimicrobians (PAMs) derivats del pèptid BP134 (provinent de la quimioteca CECMEL11), que exhibien un potent efecte bactericida i baixa citotoxicitat, es van seleccionar per a l'expressió en arròs. Es van generar plantes transgèniques que expressaven les seqüències gèniques corresponents als PAMs, i adaptades a l’ús de codons, sota el control de promotors específics de llavor. Es va confirmar que els PAMs esperats s’acumulaven en les llavors, però no en altres teixits de la planta, i conferien una protecció molt significativa a la infecció per patògens fúngics i bacterians de plantes. La purificació dels PAMs es va realitzar mitjançant solubilització/precipitació selectiva/ i cromatografia de Bescanvi Catiònic Feble i Fase Reversa. Un dels pèptids obtinguts, S-Cec A, exhibia una potent activitat antibacteriana i bactericida contra Dickeya sp. Els nivells d'acumulació dels PAMs en les llavors eren dependents de l'estratègia utilitzada. La llavor d’arròs ofereix una plataforma adequada pel seu ús com a biofactoria de PAMs