Identificación de regiones y genes relacionados con la apomixis por medio de la secuenciación de tres genomas de Eragrostis cuvula

Abstract

Apomixis es un modo de reproducción asexual por medio de semillas que produce individuos genéticamente idénticos a la planta madre. Esta característica ha sido definida como «el santo grial de la agricultura» debido a que su transferencia podría fijar el vigor híbrido por varias generaciones, manteniendo características deseables en los cultivos de mayor importancia económica. Con el objetivo de identificar los genes y regiones que regulan la apomixis se secuenciaron tres genomas de E. curuvula un diploide sexual (2n=2x=20, ~600Mb) cv. Victoria y dos alotetrapoides apomícticos (2n=4x=40 ~1200Mb), cvs Don Walter y Tanganyka-INTA. El genoma diploide fue secuenciado por las tecnologías PacBio, Chicago y Hi-C, mientras que Don Walter y Tanganyka-INTA POR Chromium 10X e Illumina, respectivamente. El cultivar Victoria fue originado por la reducción cromosómica de Tanganyka-INTA, resultando en un modelo único para el estudio de la apomixis diplospórica, donde el saco embrionario no reducido proviene de la célula madre de las megasporas. Se identificaron 89.644 y 96.821 genes en los genomas de Tanganyka-INTA y Don Walter, respectivamente y 56.469 genes en Victoria. Como es de esperarse, los análisis de homología indican una mayor cercanía evolutiva entre Tanganyka-INTA y Victoria en relación a Don Walter. A fin de posicionar la/s regiones condicionantes de la apomixis, se mapearon in silico un grupo de marcadores ligados a este carácter. Un análisis de sintenia entre los tres materiales permitió comprobar que existen genes dentro de una región que se encuentran conservados mientras que algunos son exclusivos de los genomas tetraploides. En este grupo se encontraron transcriptos diferencialmente expresados entre plantas sexuales y apomícticas que solo pudieron ser amplificados en individuos apomicticos indicando que estos genes estarían vinculados al modo reproductivo Este nuevo hallazgo provee un avance significativo para entender la apomixis y los genes y regiones que la gobiernan.