Efectos de la poliploidizacón sobre la activación de transposones en Solanum spp.

M.V. BERTOLDI; MASUELLI R. W.; M. GANTUZ; P. CORNEJO; M. ARENA

Mendoza

Congreso; 1º CONGRESO PROVINCIAL INTERUNIVERSITARIO DE I+D+i; 2021

Resumen españolLa papa cultivada, Solanum tuberosum, es el cultivo hortícola de mayor consumo a nivelmundial. La hibridación interespecífica es un fenómeno común en especies tuberosas delgénero Solanum, representando una fuente importante de variabilidad, crucial para laadaptación y especiación de las especies de papa. La poliploidía en plantas está asociadaa ventajas adaptativas tales como mayor vigor, aumentos en el tamaño de órganos,cambios en la morfología y aumento en la resistencia a patógenos. El efecto de lahibridación y poliploidización en los genomas de plantas es un ejemplo de ?shockgenómico?. Se propone que en respuesta a condiciones de estrés, este choque ocasionaríala relajación de la expresión génica, incluyendo la activación de elementos transponibles(ET). Este proceso es acompañado de cambios genéticos y epigenéticos rápidos,incluyendo el reordenamiento cromosómico, ruptura y pérdida de segmentos y activaciónde transposones, alteración de la metilación del ADN, modificaciones de las histonas ycambios de pequeños ARNs. Estos cambios son considerados un mecanismo deestabilización para el establecimiento de nuevas especies. En este contexto, la activaciónde ET y sus implicancias en la adaptación de las especies son un campo activo de estudio.La subclase de ET, llamada retrotransposones LTR, son elementos genéticos móvilespresentes en prácticamente todas las plantas, pueden moverse en el genoma y generarnuevas copias; junto con la poliploidización son responsables del tamaño actual del genomade las plantas. El objetivo principal del proyecto es evaluar los efectos que tiene lahibridación intraespecífica y la poliploidización sobre la activación de las familias deretrotransposones presentes en el genoma de papa (Solanum sp.) y evaluar sus efectossobre la generación de variabilidad genómica. Se estudiarán dos modelos depoliploidización: alopoliploide y autopoliploide. El modelo alopoliploide comprende 4 líneasobtenidas a partir del híbrido interespecífico S. tuberosum x S. kurtzianum y elautopoliploide 3 líneas obtenidas a partir de S. kurtzianum. En esta primera etapa se trabajóde forma in silico, para identificar ET potencialmente activos, utilizando bases de datosREPBASE del Instituto de Investigación de Información Genética (GIRI), en base alporcentaje de similitud entre sus regiones LTR (Long Terminal Repeats). Las familias deretroelementos se definieron por relaciones evolutivas basadas en el árbol de filogenia delgen de la retrotranscriptasa (RT). Se seleccionaron 10 LTR-RT a partir de los cuales sediseñaron cebadores para realizar la técnica de S-SAP (?Sequence-specific amplificationpolymorphisms?) en los dos modelos establecidos.Se extrajo ADN de las plantas en estudio y la activación de los transposones se evaluómediante la técnica de S-SAP. Los fragmentos obtenidos de la amplificación seprocesaron en geles desnaturalizantes de poliacrilamida (6%). Se analizaron tres réplicasbiológicas por línea para validar el procedimiento. Solo los fragmentos reproducibles sepuntuaron como presentes (1) o ausentes (0) en cada caso, y luego se registraron yconvirtieron en una matriz binaria.Se analizaron un total de 705 fragmentos. Los diagramas de Venn mostraron laproporción de fragmentos compartidos entre genomas parentales e híbridos para cadaLTR-RT. El número de fragmentos analizados para cada LTR-RT evaluado varió en unrango de 48 a 118. El híbrido compartió del 81% al 93% del total de fragmentos con cadauno de sus progenitores, mientras que los genotipos parentales, ktz y tbr, compartierondel 46 al 59% del total de fragmentos. La mayor actividad LTR-RT se detectó en: Copia-27, Copia-12, Copia-14 y Gypsy-22, con 8, 5, 5 y 4 nuevos fragmentos (presentes en elhíbrido pero ausente en los genotipos parentales), respectivamente. Estos nuevosfragmentos representaron entre el 0,97 y el 10,81% del total de fragmentos de S-SAP. Laproporción de fragmentos presentes en los padres, pero ausentes en el híbrido varió de3.22 a 18.37% del total de fragmentos analizados. Se realizaron análisis de agrupamientode fragmentos de S-SAP de alotetraploides, autotetraploides y líneas parentales. Laslíneas alo y autotetraploides compartieron más del 99,9% de los fragmentos de S-SAPcon su progenitor diploide (2xPIH y ktz), no hubo diferencias entre poliploides y sus líneasparentales diploides. Por lo tanto, no se detectó activación de LTR-RT después de laduplicación del genoma completo. Esto que indica que la hibridación interespecífica afectala dinámica de LTR-RT más que la poliploidía.En trabajos anteriores, se observaron cambios en el polimorfismo de amplificaciónsensible a la metilación (MSAP), lo que sugiere que la alteración del estado de metilaciónes un fenómeno común en estos híbridos interespecíficos (Marfil et. al. 2006) y podríaestar influyendo en la activación de LTR-RT específicos. En conclusión, nuestro resultadoparcial apoya la idea de que la hibridación en lugar de la poliploidización actúadirectamente sobre la activación de ET. En contraste con la hipótesis propuesta, lapoliploidización, per se, no sería relevante para la activación de LTR-RT en nuestromodelo de papa.