Caracterización transcriptómica de los genes involucrados en pared celular de raíz de maíces tolerantes y susceptibles durante la infección por Fusarium verticillioides

Abstract

RESUMEN: La incidencia de Fusarium verticillioides en el cultivo de maíz y su peligrosidad en la salud humana, y animal ha llevado a la búsqueda y desarrollo de genotipos tolerantes. La pared celular tiene un papel clave durante el ataque fúngico, y la detección de genes, cuyos cambios en la expresión se asocien a la tolerancia o susceptibilidad a Fusarium, pudiesen ser usados en el desarrollo de marcadores moleculares, permitiendo rastrear estas características en menor tiempo para la selección de nuevos genotipos. Por lo que el objetivo del proyecto fue determinar el cambio en la expresión de los genes involucrados en la biosíntesis de la pared celular de raíces en plantas de maíz tolerantes y susceptibles a fusariosis en respuesta a la infección por F. verticillioides. Para ello se emplearon dos genotipos, uno tolerante (Tol) y uno susceptible (Sus) con y sin infección por Fusarium verticillioides. Mediante un experimento de curso temporal se identificó el comportamiento de los genotipos infectados para la extracción del ARN y determinación histoquímica de fluorescencia endógena en la raíz del maíz. Se secuenciaron tres bibliotecas por cada condición para la identificación de los genes expresados diferencialmente. En el día siete se observaron los primeros signos de fusariosis a nivel de raíz en el genotipo susceptible, mientras que en genotipo tolerante hasta al día nueve. Considerando al día siete para la toma de muestra de raíz para la extracción del ARN y determinación histoquímica, debido a la presencia de fusariosis en mayor grado en el genotipo susceptible. Se observó un incremento significativo en la fluorescencia endógena de la pared celular en el genotipo susceptible durante la infección por Fusarium, mientras que el Tol no presentó cambios. Por otro lado, se identificó un total de 338 (Tol) y 140 (Sus) GED, de los cuales 31 y 17 están asociados la pared celular en Tol y Sus, respectivamente. Tol presentó la inducción de genes asociadas a la respuesta contra el estrés oxidativo, respuesta defensiva y reforzamiento de la pared celular. Mientras en Sus se presentó la inducción de genes asociadas a la respuesta defensiva y reforzamiento. Lo que sugiere que la pared celular tiene un papel importante durante el ataque del patógeno ABSTRACT: The incidence of Fusarium verticillioides in the cultivation of maize and its danger in human and animal health has led to the search and development of tolerant genotypes. The cell wall plays a key role during the fungal attack, and the detection of genes, whose changes in expression are associated with tolerance or susceptibility to Fusarium, could be used in the development of molecular markers, allowing to trace these characteristics in less time for the selection of new genotypes. So the aim of projects It was determining the change in expression of genes involved in the biosynthesis of the cell wall of roots tolerant and susceptible maize plants to fusariosis in response to infection by F. verticillioides. For this purposes used two genotypes, one tolerant (Tol) and susceptible (Sus) with and without infection by Fusarium verticillioides. Through temporary course experiment, the behavior of the infected genotypes was identified for the extraction of RNA and the histochemical determination of endogenous fluorescence in maize root. Three libraries were sequenced for each condition to identificate the differentially expressed genes. On day seven, the first signs of fusariosis were observed at the root level in the susceptible genotype, while in tolerant genotype up to day nine. Considering day seven for root sampling for RNA extraction and histochemical determination, due to the presence of fusariosis to a greater extent in the susceptible genotype. A significant increase in the endogenous fluorescence of the cell wall was observed in the susceptible genotype during Fusarium infection, while the Tol did not change. On the other hand, a total of 338 (Tol) and 140 (Sus) GEDs were identified, of which 31 and 17 are associated with the cell wall in Tol and Sus, respectively. Tol present the induction of genes associated with the response against oxidative stress, defensive response and cell wall reinforcement. While Sus presented the induction of genes associated with the defensive response and cell Wall reinforcement. This suggesting that the cell Wall plays an important role during the attack of the pathogen