Caracterización de N19, un transcripto asociado con el desarrollo apospórico en Paspalum notatum

SARTOR M; ESPINOZA F; SEIJO G; GONZÁLEZ AM; PESSINO S

Rosario

Taller; III Ciclo de seminarios sobre avances en la caracterización genética y molecular de la apomixis en gramíneas forrajeras; 2012

Facultad de Ciencias Agrarias, Universidad Nacional de Rosario

La apomixis apospórica es considerada una desviación de la vía canónica de reproducción sexual de las angiospermas, que conduce a la formación de progenies clonales. En las plantas apospóricas se observa una diferenciación de las células somáticas de la nucela del óvulo, las cuales adquieren un destino gamético sin atravesar un proceso de meiosis. En trabajos previos realizados por nuestro grupo de investigación dirigidos a la identificación de transcriptos diferencialmente expresados en tejidos reproductivos de plantas apospóricas y sexuales de Paspalum notatum aislamos un candidato (código experimental N19) cuyo nivel de expresión superaba en tres órdenes de magnitud al de otros genes. La secuencia asociada mapeaba in silico en un sector del genoma de arroz que guarda sintenia con la región que controla la aposporía en Paspalum notatum. Este trabajo estuvo dirigido a caracterizar en detalle la secuencia de dicho transcripto y su expresión en tejidos reproductivos en distintos estadíos de desarrollo. Se realizaron experimentos de RACE (Rapid Amplification of cDNA Ends) que permitieron ampliar la secuencia conocida  hasta un total de 714 nucleótidos.  Una búsqueda Blastn en el NCBI reveló que la secuencia expandida presentaba homología con ref|XM_002488924.1| Sorghum bicolor hypothetical protein mRNA (E val: 0.0, ID: 98%), mientras que el análisis de Blastx no mostró dominios putativos conservados, pero mostró homología en un sector de 70 aminoácidos con ref|XP_003544025.1| uncharacterized protein Glycine max (E val: 5 e-29, ID: 80%). Mediante una serie de experimentos de PCR cuantitativa en tiempo real se cuantificó en forma relativa la expresión del transcripto en flores de plantas apomícticas y sexuales en cuatro estadíos de desarrollo: premeiosis, meiosis, postmeiosis y antesis. Se observaron patrones de expresión heterocrónicos, con un nivel de representación ligeramente mayor en la planta apomíctica en premeiosis (relación 1.6) y ligeramente menor en postmeiosis (relación 2.5). La localización in situ de la expresión se estudió mediante hibridización de tejidos reproductivos con sondas de ARN marcadas con digoxigenina, en los estadíos de premeiosis tardía y antesis, que resultan particularmente interesantes porque en ellos se inducen dos etapas claves de la aposporía: la aparición de células iniciales en la nucela y la partenogénesis, respectivamente. Los patrones de hibridización en premeiosis tardía resultaron contrastantes: mientras que en la planta apomíctica la hibridación se produjo tanto en la nucela como en la célula madre de la megáspora, en la planta sexual se observó señal únicamente en la célula madre de la megáspora. Nuestros resultados permiten concluir que N19 codifica para una proteína no caracterizada, que se expresa en la célula madre de la megáspora en las plantas sexuales, pero tiene una representación ectópica en la nucela de las plantas  apospóricas, justamente en el sitio donde se diferencian las células iniciales de la aposporia que adquieren destino gamético.