Identificación de genes expresados durante el ciclo diurno bajo estrés por sumersión en brachypodium distachyon ecotipos bd-21 y bd21-3

Abstract

El estrés por inundación causa pérdidas millonarias globalmente. Los transcriptomas de plantas de cultivo, así como plantas modelo han sido estudiados en diferentes condiciones de estrés por inundación. Sin embargo, no hay un transcriptoma que caracterice estas respuestas en un ciclo diurno. Se sabe que muchas respuestas a la inundación están reguladas de forma diurna en condiciones normales, por ejemplo, la degradación de almidón o la síntesis de hormonas. En este trabajo se estudió el transcriptoma diurno bajo el estrés por inundación, así como en condiciones control. Se usaron dos ecotipos con tolerancia contrastante a la inundación de la planta modelo Brachypodium distachyon. Se aplicó el estrés por inundación a plantas de 15d bajo un ciclo diurno largo (16h luz / 8h oscuridad) y se colectaron muestras en los puntos ZT0 (amanecer), ZT8 (medio día), ZT16 (atardecer), ZT20 (media noche) y ZT24 (fin de noche). Todas las colectas fueron triplicadas y el RNA de las hojas se secuenció para obtener cuentas, expresión log2, bloques genéticos y análisis de ontología genética. Estos estudios indicaron que los genes del reloj circadiano mostraron una expresión alterada por el estrés, tanto en intensidad como en cambio de fase. Notablemente, la familia génica PRR del complejo vespertino (EC, Evening Complex) se reguló positivamente y cambió de fase por 8h. Los genes EC son reguladores maestros de un control inhibitorio en cascada que produce la oscilación característica del reloj circadiano. Aunque esta disrupción se detectó en los ecotipos tolerante y sensible, el perfil transcriptómico fue diferente. El ecotipo tolerante reguló de forma positiva en la inundación a genes de síntesis de poliaminas, metabolismo de fenilalanina y gluconeogénesis. Por otra parte, el ecotipo sensible reguló de forma diurna genes de biosíntesis de ABA, percepción de JA y síntesis de celulosa. Estos resultados se pueden utilizar en el futuro para incrementar la tolerancia de las plantas a la inundación con base en la oscilación génica diurna.