Eragrostis curvula, a model species for diplosporous apomixis

Eragrostis curvula (Schrad.) Ness is a grass with a particular apomictic embryo sac development called Eragrostis type. Apomixis is a type of asexual reproduction that produces seeds without fertilization in which the resulting progeny is genetically identical to the mother plant and with the potential to fix the hybrid vigour from more than one generation, among other advantages. The absence of meiosis and the occurrence of only two rounds of mitosis instead of three during embryo sac development make this model unique and suitable to be transferred to economically important crops. Throughout this review, we highlight the advances in the knowledge of apomixis in E. curvula using different techniques such as cytoembryology, DNA methylation analyses, small-RNA-seq, RNA-seq, genome assembly, and genotyping by sequencing. The main bulk of evidence points out that apomixis is inherited as a single Mendelian factor, and it is regulated by genetic and epigenetic mechanisms controlled by a complex network. With all this information, we propose a model of the mechanisms involved in diplosporous apomixis in this grass. All the genetic and epigenetic resources generated in E. curvula to study the reproductive mode changed its status from an orphan to a well-characterised species.Fil: Carballo, José. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; ArgentinaFil: Zappacosta, Diego Carlos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Agronomía; ArgentinaFil: Selva, Juan Pablo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Biología, Bioquímica y Farmacia; ArgentinaFil: Cáccamo, Mario José. National Institute Of Agricultural Botany.; Reino UnidoFil: Echenique, Carmen Viviana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Agronomía; Argentin

From tetraploid to diploid, a pangenomic approach to identify genes lost during synthetic diploidization of Eragrostis curvula

Introduction: In Eragrostis curvula, commonly known as weeping lovegrass, a synthetic diploidization event of the facultative apomictic tetraploid Tanganyika INTA cv. originated from the sexual diploid Victoria cv. Apomixis is an asexual reproduction by seeds in which the progeny is genetically identical to the maternal plant. Methods: To assess the genomic changes related to ploidy and to the reproductive mode occurring during diploidization, a mapping approach was followed to obtain the first E. curvula pangenome assembly. In this way, gDNA of Tanganyika INTA was extracted and sequenced in 2x250 Illumina pair-end reads and mapped against the Victoria genome assembly. The unmapped reads were used for variant calling, while the mapped reads were assembled using Masurca software. Results: The length of the assembly was 28,982,419 bp distributed in 18,032 contigs, and the variable genes annotated in these contigs rendered 3,952 gene models. Functional annotation of the genes showed that the reproductive pathway was differentially enriched. PCR amplification in gDNA and cDNA of Tanganyika INTA and Victoria was conducted to validate the presence/absence variation in five genes related to reproduction and ploidy. The polyploid nature of the Tanganyika INTA genome was also evaluated through the variant calling analysis showing the single nucleotide polymorphism (SNP) coverage and allele frequency distribution with a segmental allotetraploid pairing behavior. Discussion: The results presented here suggest that the genes were lost in Tanganyika INTA during the diploidization process that was conducted to suppress the apomictic pathway, affecting severely the fertility of Victoria cv.Fil: Carballo, José. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; ArgentinaFil: Bellido, Andres. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; ArgentinaFil: Selva, Juan Pablo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Biología, Bioquímica y Farmacia; ArgentinaFil: Zappacosta, Diego Carlos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Agronomía; ArgentinaFil: Gallo, Cristian Andrés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; ArgentinaFil: Albertini, Emidio. Università di Perugia; ItaliaFil: Cáccamo, Mario José. National Institute Of Agricultural Botany.; Reino UnidoFil: Echenique, Carmen Viviana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Agronomía; Argentin

Differential methylation patterns in apomictic vs. Sexual genotypes of the diplosporous grass Eragrostis curvula

DNA methylation is an epigenetic mechanism by which a methyl group is added to a cytosine or an adenine. When located in a gene/regulatory sequence it may repress or de-repress genes, depending on the context and species. Eragrostis curvula is an apomictic grass in which facultative genotypes increases the frequency of sexual pistils triggered by epigenetic mechanisms. The aim of the present study was to look for correlations between the reproductive mode and specific methylated genes or genomic regions. To do so, plants with contrasting reproductive modes were investigated through MCSeEd (Methylation Context Sensitive Enzyme ddRad) showing higher levels of DNA methylation in apomictic genotypes. Moreover, an increased proportion of differentially methylated positions over the regulatory regions were observed, suggesting its possible role in regulation of gene expression. Interestingly, the methylation pathway was also found to be self-regulated since two of the main genes (ROS1 and ROS4), involved in de-methylation, were found differentially methylated between genotypes with different reproductive behavior. Moreover, this work allowed us to detect several genes regulated by methylation that were previously found as differentially expressed in the comparisons between apomictic and sexual genotypes, linking DNA methylation to differences in reproductive mode.Fil: Carballo, José. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Agronomía; ArgentinaFil: Zappacosta, Diego Carlos. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Agronomía; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; ArgentinaFil: Marconi, Gianpiero. Università di Perugia; ItaliaFil: Gallardo, Jimena Alicia. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Agronomía; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; ArgentinaFil: Di Marsico, Marco. Università di Perugia; ItaliaFil: Gallo, Cristian Andrés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; ArgentinaFil: Cáccamo, Mario José. National Institute Of Agricultural Botany.; Reino UnidoFil: Albertini, Emidio. Università di Perugia; ItaliaFil: Echenique, Carmen Viviana. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Agronomía; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; Argentin

A high-quality genome of Eragrostis curvula grass provides insights into Poaceae evolution and supports new strategies to enhance forage quality

The Poaceae constitute a taxon of fowering plants (grasses) that cover almost all Earth?s inhabitable range and comprises some of the genera most commonly used for human and animal nutrition. Many of these crops have been sequenced, like rice, Brachypodium, maize and, more recently, wheat. Some important members are still considered orphan crops, lacking a sequenced genome, but having important traits that make them attractive for sequencing. Among these traits is apomixis, clonal reproduction by seeds, present in some members of the Poaceae like Eragrostis curvula. A de novo, high-quality genome assembly and annotation for E. curvula have been obtained by sequencing 602Mb of a diploid genotype using a strategy that combined long-read length sequencing with chromosome conformation capture. The scafold N50 for this assembly was 43.41Mb and the annotation yielded 56,469 genes. The availability of this genome assembly has allowed us to identify regions associated with forage quality and to develop strategies to sequence and assemble the complex tetraploid genotypes which harbor the apomixis control region(s). Understanding and subsequently manipulating the genetic drivers underlying apomixis could revolutionize agriculture.Fil: Carballo, José. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; ArgentinaFil: Santos, B. A. C. M.. National Institute Of Agricultural Botany.; Reino UnidoFil: Zappacosta, Diego Carlos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Agronomía; ArgentinaFil: Garbus, Ingrid. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Biología, Bioquímica y Farmacia; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; ArgentinaFil: Selva, Juan Pablo. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Biología, Bioquímica y Farmacia; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; ArgentinaFil: Gallo, Cristian Andrés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; ArgentinaFil: Diaz, Alejandra Raquel. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Biología, Bioquímica y Farmacia; Argentina. National Institute Of Agricultural Botany.; Reino Unido. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; ArgentinaFil: Albertini, Emiliano. Università di Perugia; ItaliaFil: Cáccamo, Mario José. National Institute Of Agricultural Botany.; Reino UnidoFil: Echenique, Carmen Viviana. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Agronomía; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; Argentin

A chromosome scale assembly of Eragrostis curvula genome identify a region linked to apomixis

Eragrostis curvula is a grass species that is being studied in order to identify the genes and genomic regions involved in apomixis, an asexual mode of reproduction that avoid meiosis (apomeiosis) and fertilization of the egg cell and develops an embryo by parthenogenesis. Transferring apomixis to economically important crops will revolutionize the agriculture as we know it today since it can fix the hybrid vigor for generations. The identification of genomic regions associated to this trait and its regulatory components is central to transfer apomixis to other crops. In this way, we already sequenced a sexual diploid genotype, however, more complex apomictic tetraploids are necessary to perform comparative analyses. The tetraploid genome of the apomictic genotype Don Walter (2n=4x=40, ~1200 Mb) was sequenced using a combination of technologies to obtain a chromosome scale assembly. We used 10x genomic reads that were assembled with supernova software. Then, 20x of nanopore long reads were added with DGB2OLC software. Finally, Omni-C, the latest proximity ligation technology was used for scaffolding. The assembly has 1,171 Mb distributed in 3037 scaffolds. The N50 was 96 Mb and the number of genes was 133,619. The completeness of the genome was assessed using the BUSCO software finding 96,6% of complete genes. Performing a syntenic analysis with the diploid assembly we could get fully covered the 10 basic chromosomes of E. curvula. Through this analyses we could find regions that are only present in the apomictic genotype. Interestingly, SNPs markers linked to apomixis and candidates genes previously identified were mapped on a single region, togheter with other genes related to reproduction. Since the genome is collapsed in 10 chromosomes we could not distinguish if this region is present in all the haplotypes. More nanopore reads will be added in order to obtain an haplotype resolved assembly.Fil: Carballo, José. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; ArgentinaFil: Zappacosta, Diego Carlos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Agronomía; ArgentinaFil: Selva, Juan Pablo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Biología, Bioquímica y Farmacia; ArgentinaFil: Bellido, Andres. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; ArgentinaFil: Cáccamo, Mario José. National Institute Of Agricultural Botany.; Reino UnidoFil: Albertini, Emidio. Università di Perugia; ItaliaFil: Echenique, Carmen Viviana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Agronomía; Argentina26th International Conference on Sexual Plant ReproductionPragaRepública ChecaInstitute of Experimental Botan

A Genomic Approach to Study Apomixis using Eragrostis curvula as a Model Species

Apomixis is defined as asexual reproduction by seeds, avoiding meiotic reduction and fertilization, being generally present in polyploid plant species. Eragrostis curvula is a perennial grass native to Southern Africa. This species can be taken as a model for the discovery of genes that govern pseudogamous diplosporic apomixis since its polyploid cytotypes (4x to 8x) may undergo sexual reproduction, facultative apomixis, or obligate apomixis whereas diploids are always sexual. Here we present the first draft of a diploid version of the E. curvula genome. The cultivar selected was Victoria (~1200 Mb) originated from in vitro culture of inflorescences of the apomictic cv. Tanganyika (2n=4x=40). Two libraries were prepared with fragment lengths of 20 kb and 10 kb to get longer reads and to increase the coverage, respectively. The sequencing through PACBIO technology resulted in 6.223.627 and 3.309.811 reads respectively with 90X coverage. The assembly was performed using the software Falcon. The N50 was 380.026 bp with 3.118 contigs representing 95% of the haplotype length. The software BUSCO was used to find single copy orthologous genes, being represented 97% of the BUSCO genes. Dovetail Hi-rise software revealed the architecture of the complete genome chromosome-by-chromosome. The first draft of E. curvula genome showed high level of contiguity with a coverage of 95% of the diploid genome. The high proportion of annotated genes would allow the identification of those related to the reproductive mode. This draft represents the start point to obtain more complex tetraploid genomes, harboring the region/s involved in apomixis.Fil: Carballo, José. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; ArgentinaFil: Garbus, Ingrid. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; ArgentinaFil: Selva, Juan Pablo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; ArgentinaFil: Santos, Bruno A.. National Institute of Agricultural Botany; Reino UnidoFil: Albertini, Emidio. Università di Perugia; ItaliaFil: Cáccamo, Mario José. National Institute of Agricultural Botany; Reino UnidoFil: Echenique, Carmen Viviana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; ArgentinaPlant and Animal Genome XXVI Conference (PAG)San DiegoEstados UnidosPlant and Animal Genom

Caracterización de la región genómica ligada al locus determinante de la apomixis en Eragrostis curvula

Eragrostis curvula es una gramínea forrajera, naturalizada en regiones semiáridas de Argentina, que se caracteriza por contar con genotipos sexuales, apomícticos obligados y apomícticos facultativos. La apomixis está condicionada por una región que regula el carácter, presente sólo en individuos apomícticos. Con el objetivo de identificar esta región y los genes que la componen se secuenciaron distintos genomas de E. curvula. El primer paso consistió en secuenciar y ensamblar genotipos con distintos modos reproductivos. Así, se secuenció el genoma del cultivar diploide sexual Victoria (2n=2x=20, 620 Mb), combinando las tecnologías PacBio, Chicago y Hi-C. También se secuenciaron los tetraploides apomícticos facultativos (2n=4x=40, 1200 Mb) Don Walter, utilizando las tecnologías Chormiun 10X y Oxford Nanopore, y Tanganyika INTA a través de la tecnología Illumina. De esta manera se obtuvo un genoma de excelente calidad en Victoria (N50: 43 Mb), de alta calidad en Don Walter (N50: 224.339 pb) y moderada en Tanganyika INTA (N50: 4.715 pb). Por otro lado, a través de la tecnología de genotipado por secuenciación (GBS) se construyó un mapa de ligamiento a partir de una población F1 proveniente de la cruza de un genotipo tetraploide apomíctico facultativo (donante de polen) y un genotipo sexual. En este mapa se identificaron 40 grupos de ligamiento en cada parental representando sus respectivos cromosomas. Dentro del grupo de ligamiento 3 del cultivar Don Walter si identificó una región ligada a la apomixis delimitada por cuatro marcadores. Combinando el genotipado por GBS con la secuenciación de los genomas fue posible identificar los marcadores ligados a la apomixis en cada uno de los genomas. De esta manera se comprobó que en los genomas apomícticos existen regiones que no están presentes en el genoma sexual. Dentro de esas regiones se encontraron genes vinculados a mecanismos epigenéticos, genes reguladores de las vías reproductivas y otros genes no caracterizados funcionalmente que podrían estar relacionados al desarrollo reproductivo. La validación funcional de estos genes indica que estarían vinculados a mecanismo apomícticos, sin embargo se encuentran aún en estudio. La identificación de esta región y sus genes representa un avance en términos de este peculiar modo reproductivo. Finalmente se espera en el corto plazo mejorar el ensamblado de los genomas apomícticos para aumentar la resolución de la región condicionante del carácter, descubrir genes y regiones no codificantes y proponer un mecanismo de acción.Fil: Carballo, José. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Agronomía; ArgentinaFil: Zappacosta, Diego Carlos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Agronomía; ArgentinaFil: Gallardo, Jimena Alicia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Agronomía; ArgentinaFil: Selva, Juan Pablo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Biología, Bioquímica y Farmacia; ArgentinaFil: Gallo, Cristian Andrés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Ciencias e Ingeniería de la Computación. Instituto de Ciencias e Ingeniería de la Computación; ArgentinaFil: Garbus, Ingrid. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; ArgentinaFil: Albertini, Emiliano. Universita Di Perugia. Dipt.di Biología Vegetale; ItaliaFil: Cáccamo, Mario José. National Institute Of Agricultural Botany.; Reino UnidoFil: Echenique, Carmen Viviana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Agronomía; ArgentinaXIII Simposio REDBIO ArgentinaArgentinaRed de Laboratorios de Biotecnología para América Latina y el Carib

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

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.Fil: Carballo, José. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Agronomía; ArgentinaFil: Santos, B. A. C. M.. Niab; Reino UnidoFil: Zappacosta, Diego Carlos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Agronomía; ArgentinaFil: Garbus, Ingrid. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; ArgentinaFil: Selva, Juan Pablo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; ArgentinaFil: Albertini, Emiliano. Università di Perugia; ItaliaFil: Cáccamo, Mario José. National Institute Of Agricultural Botany.; Reino UnidoFil: Echenique, Carmen Viviana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Agronomía; ArgentinaX Encuentro latioamericano y del Caribe de Biotecnología Agropecuaria y XI Simposio Redbio ArgentinaMontevideoUruguayInstituto Nacional de Investigación AgropecuariaRed de Laboratorios de biotecnología para América Latina y el Carib

Identification of a Genomic Region Linked to Apomixis in Eragrostis Curvula

Eragrostis curvula is a forage grass with n = 10 and ploidy levels ranging from 2× to 8×. This grass has become a model for the study of diplosporous apomixis, an asexual reproduction by seeds in which the progeny is genetically identical to the mother plant. To identify the genomic regions and the genes involved in apomixis, the genome of the diploid sexual cultivar Victoria was sequenced using a combination of approaches (PacBio, Chicago and Hi-C) and contrasted against the region identified by high density mapping. The final assembly render an N50 of ~43 Mb and 1143 contigs being completely assembled the seven longest full chromosomes according to the synteny analyses. The annotation identified 56,469 genes and 28.7% of repetitive elements. On the other hand, a high saturated linkage map at tetraploid level was constructed using both traditional (AFLP and SSR) and high-throughput molecular markers (GBS-SNP) and a locus controlling diplospory and putative regulatory regions affecting the expressivity of the trait were identified. The four markers linked to apomixis in the E. curvula linkage map were aligned to Victoria, identifying a 10 Mb region. Furthermore, using a transcriptomic approach, genes up and downregulated in the apomictic genotypes were identified, including genes that could be repressing sexuality or promoting apomixis. The identification of the region linked to apomixis, its expression and regulation could allow to better understand some features of this interesting trait and it paves the way to sequence and assemble the complete region in the more complex polyploid genotypes.Fil: Carballo, José. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; ArgentinaFil: Gallardo, Jimena Alicia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; ArgentinaFil: Gallo, Cristian Andrés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; ArgentinaFil: Selva, Juan Pablo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; ArgentinaFil: Garbus, Ingrid. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; ArgentinaFil: Zappacosta, Diego Carlos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; ArgentinaFil: Albertini, Emidio. Università di Perugia; ItaliaFil: Cáccamo, Mario José. National Institute Of Agricultural Botany.; Reino UnidoFil: Echenique, Carmen Viviana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; Argentina7th Seminars on Advances in Apomixis ResearchBahía BlancaArgentinaCentro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiarid

An evolutionary approach to optimising synthetic apomixis in cereal crops

Seed-mediated apomixis evolved as an alternative to the reproductive pathway whereby unreduced cells within the ovule acquire a reproductive fate. A recent breakthrough study showed that male-derived expression of the transcription factor BBM1 in rice, which triggers the embryonic programme upon fertilisation, can be used to deliver parthenogenesis when ectopically expressed in the oocyte. Feasibility of apomixis in rice was shown by combining the BBM1 expression in the egg with a mitosis/meiosis substitution construction known as MiMe.Fil: Šurbanovski, Nada. National Institute Of Agricultural Botany.; Reino UnidoFil: Selva, Juan Pablo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Biología, Bioquímica y Farmacia; ArgentinaFil: Wallington, Emma. National Institute Of Agricultural Botany.; Reino UnidoFil: Carballo, José. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; ArgentinaFil: Milner, Matthew. National Institute Of Agricultural Botany.; Reino UnidoFil: Percival Alwyn, Lawrence. National Institute Of Agricultural Botany.; Reino UnidoFil: Zappacosta, Diego Carlos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Agronomía; ArgentinaFil: Bellido, Andres. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; ArgentinaFil: Echenique, Carmen Viviana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Agronomía; ArgentinaFil: Cáccamo, Mario José. National Institute Of Agricultural Botany.; Reino Unido26th nternational Conference on Sexual Plant ReproductionPragaRepública ChecaInstitute of Experimental Botan