Expresión de genes ahas en respuesta a la aplicación tardía de imidazolinonas en los tejidos reproductivos de girasol

NOVELLO M. A.; OCHOGAVÍA, A. C.; NESTARES, G.; PICARDI, L.

Rosario

Congreso; XVIII Congreso y XXXVI Reunión Anual de la SBR 2016; 2016

Sociedad de Biología de Rosario

El girasol (Helianthus annuus L.) es el segundo cultivo oleaginoso en importancia a escala nacional, siendo la competencia con las malezas una de las principales condicionantes del rendimiento. Las imidazolinonas son herbicidas pertenecientes al grupo de inhibidores de la acetohidroxiácido sintasa (AHAS) que permiten el control de un amplio espectro de malezas y son efectivos a bajas dosis. La enzima AHAS se encuentra codificada por tres genes en girasol (ahas1, ahas2 y ahas3). El locus multialélico ahas1 codifica para la subunidad catalítica 1 y determina el nivel de resistencia/susceptibilidad a herbicidas ya que presenta mutaciones puntuales que generan la modificación en el sitio de acción de la enzima. Los genotipos androestériles son indispensables para la obtención de híbridos. Recientemente se ha informado la generación de androesterilidad por aplicaciones tardías de imidazolinonas en genotipos resistentes. No obstante, los mecanismos fisiológicos y moleculares implicados en la inducción de la esterilidad por medio del tratamiento con imidazolinonas no han sido estudiados en esta especie. El objetivo del presente trabajo fue caracterizar las variaciones en los perfiles de expresión de los tres genes ahas generadas por este tratamiento. El material vegetal consistió en de plantas de la línea 1058-1 (resistente a imidazolinonas) tratadas con imazetapir y control.El diseño experimental fue en bloques completamente aleatorizado con 6 repeticiones. Por un lado se contabilizó el número de semillas viables en un total de 100 semillas por repetición. Por otro, se determinó el nivel de expresión de los genes ahas en tejido reproductivo de dos estadios del desarrollo: botón floral (E1) y estadio masculino (E3), por medio de PCR en tiempo real (RT-qPCR). Se utilizaron los programas REST y qBASE para realizar las pruebas de t y las comparaciones por gen respectivamente. El número de semillas viables resultó significativamente menor en las plantas tratadas respecto a las control (88,5±1,13 y 66,5±1,2 respectivamente; p<0,0001). En cuanto a los perfiles de expresión de los tejidos reproductivos inmaduros, se detectaron diferencias significativas entre plantas tratadas y control sólo en tejidos femeninos (ovarios y estilo/estigma). El gen ahas1 en plantas tratadas se detectó en un nivel dos veces superior que en las control (p=0,029) y el gen ahas3 27,5 veces por sobre los niveles control (p=0,001). En el estadio reproductivo maduro en se detectó el descenso significativo en los niveles de expresión relativa de ahas1 (en un factor medio de 0,25; p=0,029) y ahas2 (en un factor medio de 0,26; p=0,006) en tejidos masculinos en plantas tratadasrespecto a los controles. Asimismo, acompañando este descenso, se detectó el aumento significativo del gen ahas3(2,7 veces; p=0,003) en estos tejidos luego del tratamiento. A su vez en los tejidos femeninos maduros se observó el aumento significativo de 3,7 veces (p=0,012) en la expresión de ahas2 en las plantas tratadas. Estos resultados sugieren que el tratamiento tardío con imidazolinonas afectaría inicialmente la expresión de genes ahas en los tejidos reproductivos femeninos inmaduros y posteriormente en los tejidos masculinos maduros. La variación de la expresión del gen ahas1, locus portador de la mutación que confiere la resistencia, induciría alteraciones en el gametofito femenino inmaduro y posteriormente en el gametofito masculino directamente relacionadas con la pérdida de viabilidad de la semilla.