Análisis genómico de girasol: desarrollo de colecciones de ESTs y de una plataforma bioinformática para estudios de expresión de genes candidato en respuestas a estreses abióticos

摘要: El girasol es uno de los principales cultivos oleaginosos del mundo por su volumen produccion y composicion en acidos grasos insaturados. En promedio, durante ultimos cinco anos, la mundial se ha mantenido estable concentrandose el 72% misma entre Argentina Union Europea. A pesar esto debido a las condiciones precios internacionales productividad comparativa con otros cultivos, area esta desplazando regiones mas aridas nivel cobrando relevancia incidencia estreses abioticos como sequia, salinidad bajas temperaturas. Pese importancia economica escala mundial, grado avance conocimientos publicos sobre genoma limitado cuando lo compara arroz, maiz, soja, tomate, trigo, papa, cebada. Sin embargo, paralelo al este trabajo, han iniciado distintos proyectos nacional e internacional orientados analisis genomico cual aumentado significativamente disponibilidad secuencias genomicas ADNc, consecuente impacto investigaciones conocimiento especie. objetivo trabajo contribuir codificantes partir una estrategia genomica funcional que sirva base para caracterizacion transcripcional simultanea perfiles expresion inducidos bajo estres desarrollo marcadores funcionales. Para abordo un banco local expresan o ESTs ("expressed sequence tags") diferenciales organos y/o estadios plataforma bioinformatica transcripcionales mismas respuesta abioticos. primera etapa evaluaron distintas estrategias secuenciacion pequena mediana identificacion genes diferencialmente expresados generacion colecciones ADNc diferencial. La tecnica utilizada baso hibridacion substractiva herramienta tejido definido, disminuyendo redundancia clones representan abundantes maximizando deteccion transcriptos “raros” poco abundantes. Esta posibilito incremento eficiencia dentro marco proyecto apunta utilidad propositos mejoramiento busqueda Como resultado, obtuvieron clonotecas hoja, tallo, raiz flor dos (R1 R4). uso diferentes fuentes ARN objeto “tester” referencia “driver” fue seleccion especificidad organo- especifica vario rango 75 100% no- redundantes (unigenes) cada clonoteca ADNc. correspondiente estadio R4 menos redundante 62% unicas aporto numero elevado nuevas girasol. bioinformatico llevo cabo mediante instalacion servidor (INTA 01) conteniendo herramientas distribucion publica edicion, ensamblado Phred/Phrap, CAP3 algoritmos comparacion BLAST BioPipeline® desarrollada entorno Windows automatizado utilizando mismos programas mencionados anteriormente. informacion generadas depositada dbESTs NCBI publica. manejo relacional tipo ACeDB integracion generada anotacion funcional. Sobre total 919 fueron editadas anotadas, 318 unicas. Las comparaciones contra bases datos arrojaron valor 60% no-redundantes similitud conocidas. novedosos predichos segun analizadas, va 56% 16% R1. depositados reportados mostraron 197 (59,9%) total) representaban nuevas, sin significativa Este enfoque exitoso respecto aislamiento significativo reportadas asociadas funcion inferida (probable) caracteres agronomica, procesos regulatorios fisiologicos clave. segunda evaluacion relativa correspondientes abiotico tecnologia micromatrices ADN. Se imprimieron fragmentos representativos unigenes anotados previamente descriptas soporte vidrio. tres muestras biologicas tanto tratamiento frio (estres termico), salino) controles representados plantas crecidas regulares. Estos seleccionados considerando planta intermedio-alto sensibilidad temperaturas zona radicular, asi tambien particularmente susceptible alta salinidad. permitio detectar 3 grupos bien diferenciados sus patrones expresion. Por parte Grupo 2, integrado 126 genes, no mostro variacion niveles medios traves tratamientos. cambio, 1 (integrado 112 genes) evidencio sobre- control sometidas (por salinidad). De manera analoga, 49 conformaron 3, pero caso observo sub-expresion ambos Dentro detectaron tipos estres, siendo sub evaluados pronunciada Finalmente, surgieron 80 candidato separacion tratamientos acuerdo p-valor prueba medias varianza ubicacion region periferica plano ordenacion generado primeros ejes Analisis Componentes Principales (ACP) matriz genica escalada gen desviacion estandar residual varianza. estos 7 validados tecnicas reaccion cadena polimerasa cuantitativa (Real Time PCR), habiendose obtenido similares ambas diferencia analizada relacion origen evaluacion. provenientes coleccion hoja general subexpresion (la mayoria corresponden asociados proceso fotosintesis) mientras aisladas tallo induccion frente estreses. Si considera cambios resultados confirman SSH organo especificas explica muestra perfil varian evaluadas. Durante realizo candidatos, detectandose 48 u otro indicando implicancia mecanismos comunes Asimismo 17 12 especificamente otro. comparativo estarian involucrados regulacion incluyendo transcripcion, traduccion, degradacion/plegado interaccion proteinas procesamiento especies reactivas oxigeno. estas secuencias, funcionalidad desconocida. Solo analizadas opuestos transportador lipidos. constituye fuente candidatos pueden ser incluidos ensayos complementacion transgenicas modelo asimismo permite identificar anteriormente funcionales utilizados asistido cultivo