Análisis genómicos en trigo candeal y girasol para tolerancia a frío e infecciones fúngicas

SORESI D.; ARMANDO L; MARTINEZ L; DÍAZ M.; GARAYALDE A.; CUPPARI S; CARRERA A.; BASUALDO J.; ZAPPACOSTA D.

Bahia Blanca

Simposio; XI Simposio Nacional de Biotecnología- REDBIO; 2017

Se combinan datos de polimorfismos enlas secuencias de los genes y variaciones en sus niveles de expresión convariables fisiológicas o de crecimiento relacionadas con la  respuesta a estreses bióticos y abióticos.Analizamos las secuencias del locus VRN1 y sus niveles de transcriptos en unacolección de materiales de trigo candeal Triticumturgidum spp durum, lo quepermitió interpretar en términos moleculares las diferencias fenotípicas en lavariable días a floración frente a tratamiento de vernalización. Cuando se combinócon datos de susceptibilidad a heladas a campo, fue posible identificargenotipos de trigo de hábito primaveral con buen comportamiento frente al dañopor frío.  Dos genotecas de expresión sesecuenciaron mediante ARN-Seq en Illumina. Una genoteca analiza eltranscriptoma de plantas de trigo candeal en espiga, simulando las condicionesprevias a una ?helada tardía?. El ARN se extrajo de hoja bandera del genotipotolerante CBW0101 con tratamiento de frío en comparación con plantas encondiciones normales. Se detectaron 876 unigenes con expresión diferencial (FDR≤0,001;|FC|≥2.0); 562 presentaron mayor expresión en las muestras tratadas, de loscuales el 40% se caracterizó funcionalmente (SwissProt, PFAM, Gene Onthology) yse asociaron a vías metabólicas (KEGG) como Síntesis de Aác, transducción deseñales hormonales, etc. La segunda genoteca se obtuvo de espigasinfectadas con Fusarium graminearumpertenecientes a las líneas de trigo candeal resistente Langdon(Dic3A)10 queporta el QTL Qfhs.ndsu-3AS y la susceptibleLangdon. Este QTL ha demostrado incremento significativo de la resistencia engermoplasma cultivado de candeal. Las muestras para extraer ARN se tomaron alas 72 hs post-inoculación. Mostraron expresión diferencial 695 unigenes(FDR≤0,001; |FC|≥2.0) siendo 361 inducidos en LDN(Dic-3A)10. De ellos, el 34,4%presentaron anotación funcional (SwissProt, PFAM, Gene Onthology). Lasisoformas diferenciales se mapearon en el genoma de T. aestivum utilizando la base URGI. Se definió un subset de 33isoformas diferenciales que localizaron en el brazo 3AS delimitada pormarcadores ya descriptos. Se encontraron genes previamente asociados a vías deresistencia y otros de función aún desconocida, que conforman una lista decandidatos para Qfhs.ndsu-3AS.  Nuestro grupo ha desarrollado un test deevaluación de tolerancia a F.graminearumque consiste en la inoculación de semillas y medición de variables decrecimiento de plántula. El método ha demostrado capacidad para identificar materialesde trigo candeal portadores de genes de resistencia a fusariosis de la espiga, enestadios tempranos. El siguiente paso comprende el uso de este sistema para el estudiode la expresión génica en genes candidatos. Hemosobtenido muestras de tejido foliar de girasol infectado con Plasmopara halstedii, el oomycetescausante de mildiu que sostenidamente ha incrementado su incidencia en lasúltimas cuatro temporadas de cultivo, en varias zonas girasoleras de laArgentina.   Mediante extracción de ADN,PCR  y secuenciado de fragmentosamplificados se analizó la variabilidad genética del patógeno. Se encontrarondiferencias tipo SNPs e InDels entre los aislamientos. Cuando se integraronestos datos con la tipificación de razas, se encontró que los aislamientosanalizados corresponden al comportamiento de la raza 710, aunque la secuenciaobtenida presenta diferencias con la raza 710 descripta en Francia. Se trata dela primera caracterización molecular del causante de mildiu en nuestro país