Identificación de genes vinculados al modo reproductivo por medio de la secuenciación genómica de distintos genotipos de Eragrostis curvula

Eragrostis curvula es una gramínea estudiada por su tolerancia al estrés por sequía y por tener la capacidad de reproducirse por apomixis, la cual es definida como un mecanismo que permite la clonación natural por medio de semillas resultando la descendencia genéticamente idéntica a la planta madre....

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Detalles Bibliográficos
Autor principal: Carballo, José
Otros Autores: Garbus, Ingrid
Formato: tesis doctoral
Lenguaje:Español
Publicado: 2021
Materias:
Agronomía
Acceso en línea:https://repositoriodigital.uns.edu.ar/xmlui/handle/123456789/5825
Aporte de:
Repositorio Institucional Universidad Nacional del Sur (UNS) de Universidad Nacional del Sur
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description Eragrostis curvula es una gramínea estudiada por su tolerancia al estrés por sequía y por tener la capacidad de reproducirse por apomixis, la cual es definida como un mecanismo que permite la clonación natural por medio de semillas resultando la descendencia genéticamente idéntica a la planta madre. E. curvula tiene un número básico de cromosomas de 10 y contiene genotipos con distintos niveles de ploidias. Una de las características la especie es que los genotipos diploides son siempre sexuales mientras que los poliploides son generalmente apomícticos aunque existen tetraploides sexuales. Desde hace décadas la apomixis ha sido estudiada con el fin de identificar las bases moleculares y genéticas para ser transferidas a otros cultivos de importancia económica. Las técnicas de secuenciación de ADN son una herramienta sumamente útil para descubrir genes y regiones asociadas a distintos caracteres biológicos, así como para realizar análisis filogenéticos y de sintenia entre especies. En el trabajo de esta tesis se propuso obtener secuencias genómicas de E. curvula utilizando tecnologías de última generación con el fin de identificar los genes relacionados a la apomixis y otros genes de interés como los de la tolerancia al estrés por sequía y la calidad forrajera. El primer genoma de la especie secuenciado fue el genotipo diploide sexual Victoria que fue originado del tetraploide apomíctico Tanganyika INTA. Las plataformas utilizadas para su secuenciación fueron PacBio, Chicago y Hi-C y fue ensamblado a través del software FALCON con el que se obtuvo un N50 de ~43 mega pares de bases (Mb) y 1.143 contigs. Los genes anotados fueron 56.469 los cuales fueron utilizados para determinar la historia evolutiva de la especie. Además se caracterizaron las secuencias de los genes de las vías de la lignina relacionados con la calidad forrajera y los genes de la familia WRKY, vinculados a la tolerancia al estrés por sequía. Por otro lado se encontraron genes de E. curvula ortólogos a los expresados en etapas específicas de la vía sexual de Oryza sativa. Los genomas tetraploides apomícticos secuenciados fueron el del cultivar Tanganyika INTA obtenido mediante la plataforma Illumina y el de Don Walter combinando las tecnologías Chromium 10X y Oxford Nanopore. El ensamblado de Tanganyika INTA con el software Masurca resultó en un N50 de 4.715 pb y 293.300 contigs, mientras que en el genoma de Don Walter ensamblado con Supernova+DBG2OLC se obtuvo un N50 de 224.390 pb y 7.542 contigs. Por medio de un análisis comparativo se pudo identificar la región vinculada la apomixis en todos los genomas en la cual se encontraron genes que podrían tener un rol activo en la regulación del modo reproductivo de acuerdo con la literatura. A través de esta tesis se pudieron secuenciar, ensamblar y anotar tres genomas de E. curvula lo cual representa un avance significativo en la caracterización de la especie. La identificación de regiones asociadas a la apomixis y sus posibilidades de expresión y regulación permitirá, en una instancia futura, manipular el carácter e intentar la introgresión del mismo en especies sexuales de interés agrícola por medio de ingeniería genética.
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