Aportes de la biotecnología al mejoramiento del pasto llorón (Eragrostis curvula)

V. Echenique, S. Pessino, M Díaz, J. P. Selva, G. Luciani, D. Zappacosta, G. Cervigni, M. Meier, I. Garbus, s. Cardone, R. Miranda, G. Spangenberg

Resumen


El pasto llorón (Eragrostis curvula) es una gramínea de regiones tropicales y subtropicales que en Argentina cubre una superficie de cerca de 800.000 has. Sin embargo, la región potencialmente cultivable es mayor, ya que tiene la capacidad de colonizar áreas marginales de producción debido a sus bajos requerimientos de riego y fertilización, su rápido crecimiento y su gran producción de biomasa en suelos pobres y ambientes semidesérticos. Desde hace varios años nuestro grupo de trabajo se encuentra enfocado en el mejoramiento del pasto llorón a través de la aplicación de herramientas de biotecnología. Entre ellas se incluye la generación mediante cultivo in vitro de una serie euploide (diploide sexual, tetraploide con alto grado de sexualidad y tetraploide apomíctico) muy útil para el estudio de los cambios genéticos y epigenéticos relacionados con variaciones en los niveles de ploidía y la forma de reproducción, la tinción de la deposición de calosa con el fin de diferenciar plantas sexuales y apomícticas eficientemente en los tests de progenie, la generación de bibliotecas de ADNc (ADN copia)  para estudios de mapeo genómico y análisis del transcriptoma; y el uso de marcadores moleculares para la identificación de cultivares y de aquellos genes relacionados con la ploidía y la apomixis. De nuestras bibliotecas de ADNc, se ensamblaron 12.300 etiquetas de secuencia expresada (ESTs, expressed sequence tags), se identificaron 8.864 unigenes y se asignaron roles funcionales al 80% de los mismos.  Los estudios de polimorfismos de ADN amplificados al azar (RAPDs, random amplified polymorphic DNA) y polimorfismos en la longitud de fragmentos amplificados (AFLPs), amplified fragment lenght polymorphism analysis) de la serie mostraron que el 32% de los polimorfismos detectados estaban relacionados con cambios en los niveles de ploidía y/o modo reproductivo. El análisis de agrupamiento mostró que ambos tetraploides estaban más estrechamente relacionados entre sí que con el diploide. Además, las comparaciones entre los grupos de diferente ploidía y modo reproductivo en los estudios de expresión diferencial indicaron que un bajo porcentaje de los genes se encuentran regulados negativamente en los diploides sexuales y los tetraploides apomícticos y sobreexpresados en los tetraploides sexuales, sugiriendo que la diplosporía puede ser una falla en la expresión de la sexualidad en los poliploides. Entre las secuencias encontradas se incluyen genes involucrados en el ciclo celular, la síntesis y degradación de proteínas, la síntesis de ARN y ADN, elementos repetitivos, proteínas ribosomales, factores de transcripción, factores de elongación y proteínas que se expresan en situaciones de estrés. Además, se identificaron secuencias relacionadas con la biosíntesis de lignina como el gen de la enzima cafeoil  CoA o-metiltransferasa (CCoAMT) y dos factores de transcripción de la familia R2R3MYB. Estas secuencias son candidatas interesantes para mejorar la calidad forrajera del pasto llorón por transgénesis. Nuestro laboratorio está desarrollando protocolos de regeneración, selección y transformación para poder evaluar el rol de estos genes relacionados con la apomixis y la síntesis de lignina en plantas transgénicas de pasto llorón. Por otro lado, los recursos generados serán utilizados para la implementación de tecnologías moleculares usando marcadores moleculares, ya que a partir de las bibliotecas se han identificado 254 polimorfismos en las secuencias simples repetitivas (SSRs, simple sequence repeats) y 190 polimorfismos de nucleótido simple (SNPs/INDELs, single nucleotide polymorphism/short insertion-deletion). Estos se usarán en poblaciones de mapeo a nivel tetraploide, obtenidas de la serie generada y que segreguen por modo reproductivo o calidad de forraje. Se registraron además tres materiales obtenidos por variación somaclonal.

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