Apomixis en Eragrostis curvula

ECHENIQUE, V.; PESSINO, S; MEIER, M; SELVA J; OCHOGAVIA, A; ZAPPACOSTA, D; ROMERO, J; RODRIGO, J; GARBUS, I; TERENTI ROMERO, C; DÍAZ, A. R

Congreso; Congreso Latinoamericano de Genetica; 2012

En los últimos años nuestro grupo de trabajo se ha dedicado a investigar la apomixis en el pasto llorón, Eragrostis curvula, gramínea perenne nativa de Sudáfrica. El complejo E. curvula incluye citotipos de diferentes ploidías (2x a 8x), que pueden reproducirse por vía sexual o apomixis facultativa u obligada. Los diploides (2n = 2x = 20) son sexuales y poco frecuentes. Los poliploides se reproducen principalmente por apomixis obligada. El tipo de apomixis es diplosporía mitótica, con ausencia de estadíos meióticos y presencia de pseudogamia. El desarrollo del saco embrionario es de tipo Eragrostis, donde el megasporocito sufre dos rondas de mitosis para formar un saco embrionario no reducido, tetranucleado, con una célula huevo, dos sinérgidas y un núcleo polar. La obtención de una serie euploide con diferentes ploidías y modos reproductivos (4x apo - 2x sex - 4x altamente sex, obtenida por duplicación con colchicina del diploide) en un mismo fondo genético, fue el punto de partida para el estudio de la apomixis en esta especie. Se analizó la estructura del genoma y los perfiles transcriptómicos de estas plantas así como los niveles de metilación utilizando la técnica de MSAP. Se secuenciaron 12.295 ESTs de inflorescencias y hojas y se obtuvieron 8.884 unigenes de los cuales 112 (1,26%) fueron diferencialmente expresados por ploidía y/o modo reproductivo. Estos genes fueron mapeados in silico sobre los cromosomas de maíz, con especial foco en los cromosomas 6, 8 y 3, donde se informó la presencia de una región sinténica a la región de Tripsacum dactyloides asociada a diplosporía. Las observaciones indicarían que la expresión de los genes localizados en esa región podrían estar afectados por ploidía y se encuentran silenciados en plantas apomícticas. Un cambio en el nivel de expresión de la apomixis observado en la planta colchiploide entre 2003 y 2007, desde vestigial a casi el 90%, nos llevó a estudiar el efecto del cambio de ploidía sobre el estado de metilación y la estructura genética de estas plantas en el tiempo. Durante estos años se produjeron modificaciones genéticas y epigenéticas en la planta control (4x apo) y la colchiploide. Mientras las variaciones genéticas condujeron a la diversificación, la variación epigenética resultó en incremento en la similitud. Procesos de metilación prevalecieron en la planta colchiploide en relación al control. La mayoría de las secuencias involucradas en estos cambios fueron similares a elementos transponibles (TEs) y/o pseudogenes. El análisis de previo de ESTs reveló la presencia de secuencias con similitud a varios elementos repetitivos en las genotecas de inflorescencias. Las familias más representada fueron los CACTA (transposones), no encontrándose diferencias entre plantas sexuales y apomícticas y los Gypsy (retrotransposones), especialmente en la genoteca de la planta colchiploide. Estos resultados, junto con otras observaciones de plantas en condiciones de estrés por déficit de agua y cultivo de tejidos sugieren un control epigenético sobre la expresión de la sexualidad en plantas apomícticas de pasto llorón, pudiendo estar los retrotransposones, particularmente los Gypsy involucrados Se está intentando obtener una población de mapeo para identificar la región/es condicionante/s del carácter en esta especie. Se puso a punto un sistema de transformación mediado por Agrocaterium tumefaciens a fin de validar, en el futuro cercano, los genes candidato a afectar este modo reproductivo.