Selección de Genes Candidatos Asociados a Precocidad Intrínseca, en el Cromosoma 5D de TrigoPan

POZZI, F. I.; GHIONE, C.E.; HELGUERA, M.; FELITTI, S.A.; LOMBARDO, L. A.

Zavalla

Jornada; VII JORNADAS DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA 2022- I REUNIÓN ARGENTINA-CHILE CIENCIAS AGRARIAS; 2022

Facultad de Ciencias Agrarias UNR

El rendimiento del trigo pan (Triticum aestivum L.) se ha ido incrementando globalmente, a través de la modificación de los patrones de desarrollo, para que se adapte mejor a las condiciones de crecimiento particulares de los diferentes ambientes donde se cultiva. En este sentido, la floración del trigo tiene un rol central en su adaptabilidad. Este evento es controlado genéticamente por tres factores: requerimiento de vernalización, sensibilidad alfotoperíodo y precocidad intrínseca o earliness per se(EPS). Los genes de vernalización (Vrn) y fotoperíodo (Ppd) actúan en respuesta a estímulos ambientales como la exposición al frío y la cantidad de horas luz por día, respectivamente. En contraste, los genes de Epsafectan el tiempo de floración independientemente del estímulo ambiental.EPS puede ser definida como la variación residual en el tiempo de floración una vez satisfechos los requerimientos de fotoperíodo y vernalización. A través de la existencia de los genes Epspodemos explicar el hecho de que dos variedades con las mismas combinaciones alélicas para Vrn-1y Ppd-1presenten diferencias en su fecha de floración. Adicionalmente, se ha determinado que los genes de Epspueden afectar componentes de rendimiento tales como el número granos por planta, peso de 1000 granos y número de espiguillas por espiga (Lewis et al., 2008).Previamente, la Estación Experimental Agropecuaria (EEA) del Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA) Marcos Juárez desarrolló una población de mapeo segregante de líneas recombinantes endocriadas(RILs) F8 provenientes del cruzamiento de los parentales Baguette P. 11 x BioINTA 2001 y se mapeo este carácter (Lombardo et al., 2019). El mapeo de EPS en cinco ambientes reveló la existencia de un locide caracteres cuantitativos (QTL) inédito QEps.imj-5D1ubicado en el cromosoma 5D que resultó ser el de mayor efecto sobre EPS (r2=0,20). El mapeo posicionó el pico del QTL entre los marcadores 1120985 y Vrn-D1, en las cercanías del marcador DARTs 3949707. La zona de mayor probabilidad de encontrar el gen candidato es la comprendida entre los marcadores 3949707 y Vrn-D1 y esta región tiene un tamaño de 26,25Mb con 391 genes anotados. El paso posterior a la detección y validación de las regiones genómicas es identificar genes candidatos para el QTL en la zona definida para QEps.imj-5D1, con el objetivo de generar marcadores funcionales para el carácter en estudio y entender de qué manera el gen responsable causa las variaciones fenotípicas observadas. A partir de los antecedentes anteriores y con el fin de identificar y validar genes candidatos situados en el QTL QEps.imj-5D1que afecten la precocidad intrínseca en trigo pan, se planteó como objetivo: seleccionar genes candidatos situados en QEps.imj-5D1, a partir de una secuenciación de exones, para ser validados en experimentos futuros en: (1) líneas tardías y precoces (Pozzi et al., 2020); (2) parentales BioINTA 2001 y Baguette P. 11 y (3) Baguette P. 11 original y mutante Baguette P. 11 precoz.Se realizó la secuenciación del exoma completo (MyBaits®expert panel-Arbor Biosciences) de los cultivares parentales BioINTA 2001 (precoz) y Baguette Premium 11 (tardío) de fenotipos contrastantes para EPS. Se extrajo ADN de hoja según Weining y Langridge (1991). La secuenciación se realizó en la plataforma Illumina. Los alineamientos fueron procesados con los softwares Curio Alignment Processing (Version 2.0.0) y BWA-MEM (Version 0.7.15-r1140), utilizando como genoma de referencia Chinese Spring Wheat (Triticum aestivum) -IWGSC 1.0 Assembly. A partir de los alineamientos, se detectaron las variantes alélicas de los cultivares secuenciados con respecto a la referencia. Para detectar las variantes alélicas se utilizó Curio Variant Calling (Version 2.1.0) y Curio Variant Processing (Version 2.0.0) (Figura 1). A partir de los resultados, se predijo el efecto de las variantes mediante la herramienta variant effect predictorde Ensembl Plants (http://plants.ensembl.org/Triticum_aestivum). Luego, los datos depredicción de los efectos de las variantes se filtraron de acuerdo a: 1)-La posición (dentro de la zona definida para el QTL de interés). 2)-Que difieran de la referencia y entre los parentales. 3)-El impacto (se seleccionaron las variantes con efecto moderado y alto). A partir de los resultados obtenidos se detectaron 4 genes candidatos (Tabla1) que incluyen un codón de terminación prematuro, una variante de empalme, y variantes en la secuencia de aminoácidos de la proteína. Estos cuatro genes candidatos serán validados en experimentos futuros