Análisis de expresión del gen EcROS1 vinculado a la apomixis en Eragrostis curvula (Schrad.) Nees

Abstract

Apomixis se refiere a la formación de semillas evitando los procesos de meiosis femenina y fertilización, resultando en descendencias genéticamente idénticas a la planta madre. Este modo reproductivo no está presente en los principales cultivos y se especula que su incorporación podría traer grandes ventajas. Sin embargo, no se conocen aun las bases genéticas que lo determinan y regulan. El pasto llorón, Eragrostis curvula, es un modelo único para el estudio de la apomixis por sus características particulares como la ausencia total de meiosis, la falta de cambio en la relación de ploidía embrión:endosperma entre semillas sexuales y apomícticas y la disponibilidad de genotipos, tanto con distintos modos reproductivos (sexuales, facultativos y apomícticos obligados) como con diferentes niveles de ploidía. Recientemente, al analizar genes diferencialmente expresados en situaciones de estrés que llevan a cambios en la frecuencia de sacos embrionarios apomícticos, se encontró el gen EcROS1. Este gen codifica para una glicosilasa involucrada en la desmetilación del ADN, proceso por el cual se regula la expresión de genes. Con la evidencia del control epigenético de la apomixis en pasto llorón, se hipotetiza que además de la existencia de determinantes genéticos del carácter, existe un silenciamiento de la expresión de los mecanismos sexuales por metilación del ADN, donde EcROS1 podría cumplir un rol importante. Debido a esto, se planteó la búsqueda de secuencias homólogas a la familia de genes DME/ROS1 de Arabidopsis en las bases de datos de transcriptos y el genoma de referencia de E. curvula. Luego se desarrollaron cebadores específicos para obtener amplicones de genotipos con distinto modo reproductivo (sexual: OTAS, apomíctico facultativo: Don Walter y apomíctico obligado Tanganyika). Los amplicones fueron clonados y secuenciados y las secuencias fueron analizadas en busca de diferencias entre ellas. Finalmente se diseñaron cebadores de PCR en tiempo real para evaluar la expresión del gen EcROS1-like en inflorescencias de los distintos genotipos evaluados. Se lograron identificar las secuencias homologas al gen EcROS1-like en las bases de datos de transcriptomas y genoma de referencia de E. curvula. Con la secuencia a nivel genómico se estableció que la estructura del gen está compuesta por 17 exones, un sitio de inicio de la transcripción y un sitio de poliadenilación. El alineamiento de dicha secuencia genómica con el transcripto EcROS1-like permitió determinar que es una secuencia parcial de dicho gen compuesta por el intrón 10 y los exones 11, 12 y 13 del gen predicho en el genoma de referencia. El BLASTX con la base de datos SwissProt demostró que la secuencia del gen EcROS1-like presenta homología con las secuencias de DME y ROS1 de Arabidopsis coincidiendo en cantidad de exones y largo total con estos genes. Si bien los estudios previos del gen EcROS1-like mostraron diferencias de expresión de este en el genotipo facultativo Don Walter bajo condiciones de estrés hídrico, relacionadas a variaciones en el nivel de expresión de apomixis, en este trabajo donde se comparó la estructura y la expresión de dicho gen en genotipos con distinto modo reproductivo, no se observaron diferencias atribuibles al modo reproductivo.