Apomixis en Eragrostis curvula

ECHENIQUE VIVIANA; PESSINO SILVINA; MEIER MAURO; SELVA JUAN PABLO; OCHOGAVÍA ANA; ZAPPACOSTA DIEGO; ROMERO JOSE; RODRIGO JUAN MANUEL; GARBUS INGRID; TERENTI CLAUDIA; DIAZ ALEJANDRA

Rosario

Workshop; III Ciclo de Seminarios sobre avances en la Caracterización Genética y Molecular de la APOMIXIS.; 2012

En los últimos años nuestro grupo de trabajo se ha dedicado a investigar la apomixis en el pasto llorón, Eragrostis curvula, especie queincluye citotipos de diferentes ploidías (2x a 8x). Los diploides son sexuales y poco frecuentes. Los poliploides se reproducenprincipalmente por apomixis obligada., del tipo diplosporía mitótica pseudógama. El desarrollo del saco embrionario es de tipoEragrostis, donde el megasporocito sufre dos rondas de mitosis para formar un saco embrionario no reducido, tetranucleado, con unacélula huevo, dos sinérgidas y un núcleo polar. La obtención de una serie euploide con diferentes ploidías y modos reproductivos (4xapo-2x sex -4x altamente sex, obtenida por duplicación con colchicina del diploide) en un mismo fondo genético, fue el punto departida para el estudio de la apomixis en esta especie. Se analizó la estructura del genoma y los perfiles transcriptómicos de estasplantas así como los niveles de metilación utilizando la técnica de MSAP. Se secuenciaron 12.295 ESTs de inflorescencias y hojas y seobtuvieron 8.884 unigenes de los cuales 112 (1,26%) resultaron 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 informóla presencia de una región sinténica a la región de Tripsacum dactyloides asociada a la diplosporía. Las observaciones indicarían quela expresión de los genes localizados en esa región podrían estar afectados por ploidía y se encuentran silenciados en plantasapomícticas. Un cambio en el nivel de expresión de la apomixis observado en la planta colchiploide entre 2003 y 2007, desde vestigiala casi el 90%, nos llevó a estudiar el efecto del cambio de ploidía sobre el estado de metilación y la estructura genética de estas plantasen el tiempo. Se determinó que 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 un incrementoen la similitud. Procesos de metilación prevalecieron en la planta colchiploide en relación al control. La mayoría de las secuenciasinvolucradas en estos cambios fueron similares a elementos transponibles (TEs) y/o pseudogenes. El análisis de previo de ESTsreveló la presencia de secuencias con similitud a varios elementos repetitivos en las genotecas de inflorescencias. Las familias másrepresentada fueron los CACTA (transposones), no encontrándose diferencias entre plantas sexuales y apomícticas ylos Gypsy(retrotransposones), especialmente en la genoteca de la planta colchiploide. Estos resultados, junto con otras observaciones de plantasen condiciones de estrés por déficit de agua y cultivo de tejidos sugieren un control epigenético sobre la expresión de la sexualidad enplantas apomícticas de pasto llorón, pudiendo estar los retrotransposones, particularmente los Gypsy involucrados. Se puso a punto unsistema de transformación mediado por Agrocaterium tumefaciens a fin de validar, en el futuro cercano, los genes candidatos a afectareste modo reproductivo.