Análisis del transcriptoma de trigo candeal para la identificación de genes de respuesta al estrés por frío e infección por Fusarium

SORESI DANIELA; GARAYALDE ANTONIO; CUPPARI SELVA; BASUALDO JESSICA; DÍAZ MARINA; CARRERA ALICIA

Pergamino

Congreso; VIII Congreso Nacional de Trigo/ VI Simposio de cereales de Siembra Otoño-Invernal/ II Encuentro del MERCOSUR; 2016

La principal zona de cultivo de trigo candeal en Argentina es el sur de la provincia de Buenos Aires que posee un período de ocurrencia de heladas que va desde abril a finales de octubre. La falta de resistencia a Fusariosis de la espiga de trigo (FET) en germoplasma cultivado ha desalentado la producción en zonas de mayor valor agronómico. La comprensión de la base genética de rasgos complejos resulta de interés para el mejoramiento. El objetivo fue identificar genes involucrados en la tolerancia a frío en la línea CBW0101 y en la resistencia a la FET en la línea LDN(Dic-3A)10 a partir del secuenciado del transcriptoma de plantas tratadas y control. CBW0101 posee crecimiento primaveral y sensibilidad al fotoperiodo y ha mostrado un buen comportamiento frente a heladas tanto en condiciones controladas como en evaluaciones a campo. La línea resistente LDN(Dic-3A)10 deriva de la var. Langdon (LDN) por introgresión con el segmento Qfhs.ndsu-3AS de T. dicoccoides. A partir de hoja bandera de plantas espigadas de la línea CBW0101 expuestas a rampa de 15 a 5°C donde permanecieron 5 hs (Genoteca 1) y de espigas inoculadas de LDN y LDN(Dic-3A)10 a las 72 hs postinoculación (Genoteca 2) se procedió a la extracción de ARN (tres réplicas biológicas), síntesis de ADNc y secuenciado en plataforma Illumina (INDEAR). Se obtuvieron 301 Mi de lecturas de calidad y el ensamblado de novo con Trinity generó 113.715 genes en la Genoteca 1 y 161.975 genes en la Genoteca 2. La anotación funcional se realizó mediante Trinotate utilizando las bases de datos SwissProt, Uniref90, PFAM, eggNOG y Gene Onthology (GO) Pathways. En la Genoteca 1 se detectaron 966 genes con expresión diferencial (p≤0,001), de los cuales 619 presentaron mayor expresión en las muestras de plantas tratadas. Algunos de los genes inducidos presentan similitud con las siguientes proteínas de función conocida: Delta-1-pirrolina 5 carboxilato sintetasa, Omega-6-desaturasa de ácidos grasos, GDP-L-galactosa fosforilasa-2 y sacarosa-1- fructosiltransferasa. En la Genoteca 2 se identificaron 717 genes diferenciales (p≤0,001), de los cuales 370 fueron inducidos en la línea resistente y presentan similitud con proteínas de función conocida como: FAR1, Citocromo P450, Receptor quinasa, Citoquinina deshydrogenasa, Serina/treonina fosfatasa. Además fue posible identificar en ambas genotecas, factores de transcripción asociados a diferentes vías metabólicas que se inducen bajo estas condiciones de estrés, tales como miembros de las familias WRKY, AP2, DREB, MYB, bZIP y bHLH. La utilización de la base URGI permitió la localización cromosómica de los genes, en particular los correspondientes al brazo 3AS. Los genes diferenciales identificados representan candidatos asociados a la tolerancia a frío en estado reproductivo y a la resistencia a FET determinada por la presencia del segmento Qfhs.ndsu-3AS. Las secuencias obtenidas representan un aporte a la genómica funcional de trigo frente a estrés en los niveles tetra- y hexaploide.