Identificación de genes asociados a la detección de frío y tolerancia a bajas temperaturas durante la acumulación de horas frío en Prunus avium var ‘Kordia’ a partir de datos de RNA-seq y MethyIC-seq
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Fecha
2021
Autores
Profesor/a Guía
Facultad/escuela
Idioma
es
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Editor
Universidad Andrés Bello
Nombre de Curso
Licencia CC
Licencia CC
Resumen
El cerezo (Prunus avium L.), es una especie frutal de clima templado que pasa por un proceso
llamado dormancia durante otoño e invierno, para enfrentar factores ambientales adversos.
Durante este proceso el tejido dormante (yemas) debe acumular una cierta cantidad de horas
frío (“Chilling hours” = CH; horas <7,2 ºC), el requerimiento de frío depende del genotipo y/ o
cultivar y completarlo es crítico para que ocurra la salida de dormancia y posteriormente la
floración. Estudios anteriores determinaron que la acumulación de frío está asociada a cambios
en el nivel de metilación y expresión de los genes. La metilación del ADN consta de la adición de
un grupo metilo al carbono 5’ de la citosina y en plantas ocurre en tres contextos: CG: CHG y CHH
(donde H = A, T o C). La metilación del ADN puede en regiones codificantes y no codificantes
regulando la transcripción de genes cercanos. A partir del perfil de metilación de un locus de
interés se pueden identificar Regiones Diferencialmente Metiladas (RDMs), las que pueden tener
un efecto en expresión de un gen. En este sentido, genes asociados a la detección y tolerancia a
bajas temperaturas son diferencialmente regulados mediante metilaciones del ADN durante
endodormancia en Prunus avium var. ‘Kordia’
Se identificaron genes diferencialmente expresados y diferencialmente metilados durante la
acumulación de horas frío a partir de datos generados en el metiloma y transcriptoma (Rothkegel
et al, 2020). El análisis de enriquecimiento de las tres condiciones de frío reveló que a las 443 CH
y a las 1295 CH, la categoría de “Proceso metabólico” es la más sobrerrepresentada, mientras
que a las 1637 CH se destaca la presencia de “Respuesta a estímulo”.
Adicionalmente, se identificaron factores de transcripción asociados a RDMs tales como PavYY1,
PavNFCY3 y PavERF13, los que a su vez están involucrados en la respuesta de hormonas como
ABA, giberelinas y etileno durante la acumulación de frío.
El análisis continuó con un segundo set de datos , conformado por subclusters de co-expresión y
subcluster de RDMs generados a partir de los GDEs y RDMs identificadas en la secuenciación del
metiloma y transcriptoma (Rothkegel et al., 2020). Se observó que la categoría de “Respuesta a
estímulo” fue la más sobrerrepresentada en los subclusters 8 y 6 de RDMs. Las regiones estan
relacionadas a genes de respuesta a estrés y respuesta a estímulo abiótico. Se observó que esta
categoría también está sobrerrepresentada en el subcluster 10 de co-expresión, compuesto por
genes que incrementan su expresión.
A partir de la categoría de “Respuesta a estímulo” se identificaron cuatro genes asociados a la
tolerancia a bajas temperaturas candidatos a ser regulados por cambios en el nivel de metilación
durante la acumulación de frío. Los genes (PavHSP70, PavWER, PavRPM1 y PavCRRSP38) tienen
RDMs regiones río arriba y río abajo de la región codificante, que presentan una correlación
negativa entre su nivel de metilación y expresión.
Estos resultados contribuyen al estado del arte en nuestra área, aportando evidencia in silico de
rol de genes asociados a la tolerancia a bajas temperaturas y regulados por metilación del ADN
durante la acumulación de frío en dormancia de yemas florales.
Notas
Tesis (Magíster en Biotecnología y Ciencias de la Vida)
Este trabajo fue financiado con fondos asociados al proyecto CORFO 13CTI21529-SP05.
Este trabajo fue financiado con fondos asociados al proyecto CORFO 13CTI21529-SP05.
Palabras clave
Cerezo, Investigaciones, Genética Vegetal