Fecha: 31/01/2017

Identificación de genes en melocotonero implicados en la respuesta a la sequía mediante RNA-Seq

En un trabajo de Master del IAMZ-UdL realizado por Najla Ksouri y dirigido por los investigadores de la Estación Experimental de Aula Dei (EEAD-CSIC), Yolanda Gogorcena (Grupo de Mejora, Selección y Caracterización de Especies Leñosas) y Bruno Contreras-Moreira (Grupo de Biología Computacional y Estructural), se ha estudiado la respuesta a la sequía en las raíces (patrón GF677) y las hojas (injerto var. de melocotonero Catherina) después de 16 días de estrés.
El trabajo se ha realizado en colaboración con investigadores de la Universidad de Clemson (Clemson, SC, USA) y de Bayer’s Crop Sciences Division (Monheim, Alemania).

     

 

El melocotonero [Prunus persica (L.) Batsch] es uno de los frutales de hueso más importante y ampliamente establecido en regiones áridas y semiáridas, que necesita un suministro constante de agua. Sin embargo, debido a las variaciones climáticas y al aumento de la aridez, la sequía se ha convertido en uno de los estreses ambientales más limitantes causando importantes pérdidas económicas. El uso de porta-injertos tolerantes a la sequía, en la fruticultura moderna, parece ser una alternativa útil para aliviar los problemas de escasez de agua. Sin embargo, no se conocen los cambios moleculares y/o transcriptómicos que modulan esta adaptación en los patrones tolerantes.

 

En este trabajo se ha llevado a cabo una secuenciación de alto rendimiento (RNA-seq), para investigar los cambios transcriptómicos, e identificar los genes candidatos implicados en la respuesta a la sequía en el melocotonero.

Para ello, se construyeron y secuenciaron doce librerías de RNA en muestras de raíces y hojas que permitieron el ensamblaje de 22.079 y 17.854 genes asociados a la raíz y hoja, respectivamente.

Se seleccionaron 500 genes diferencialmente expresados (DEGs) en raíces, y 236 en hojas, que fueron anotados en 56 términos de ontología (GO) y asociados a 99 rutas metabólicas, principalmente a la degradación de aminobenzoato y la biosíntesis de fenilpropanoides.

El análisis de GO mostró funciones biológicas exclusivas en la raíz, locomoción, metabolismo hormonal y  detección de estímulos, sugiriendo un papel amortiguador del patrón GF677 frente a la sequía. Por otra parte, se reveló una red compleja de regulación involucrada en la respuesta a la sequía, implicando proteínas claves que están asociadas con la transducción de señalización, transcripción y regulación hormonal, homeostasis redox, y las barreras de defensa.

 
Se han identificado 2 genes poco descritos hasta el momento en P. persica, el factor de regulación del crecimiento 5 (GRF5), que podría estar involucrado en la expansión celular, y el AtHB 12, probablemente implicado en la elongación de la raíz.

 

 
     

La fiabilidad de la técnica RNA-seq se confirmó validando la expresión de 34 genes mediante RT-qPCR. Los recursos transcriptómicos generados en este estudio proporcionan una amplia base sobre la aclimatación de P. persica a la sequía arrojando luz sobre las principales respuestas moleculares frente al factor de estrés ambiental más importante.


 

Ksouri N, Jiménez S, Wells CE, Contreras-Moreira B, Gogorcena Y. (2016) Transcriptional responses in root and leaf of Prunus persica under drought stress using RNA sequencing. Frontiers in Plant Science 7: 1715.
doi: 10.3389/fpls.2016.01715 (open access)



 

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