Apoplastic class III peroxidases PRX62 and PRX69 regulate ROS-homeostasis and cell wall associated extensins linked to root hair growth at low-temperature in Arabidopsis thaliana

Root hairs (RH) growth is highly influenced by endogenous as well as by external environmental signals that coordinately regulate its final cell size. RHs actively expand the root surface responsible for nutrient uptake and water absorption. We have recently determined that RH growth was unexpectedly boosted when Arabidopsis thaliana seedlings are cultivated at low temperatures. It was proposed that RH growth plasticity in response to cold was linked to a reduced nutrient availability in the media. Here, we explored the molecular basis of this strong RH growth response by using the Genome Wide Association Studies (GWAS) approach on Arabidopsis thaliana natural accessions. We identified the poorly characterized PEROXIDASE 62 (PRX62) as a key protein triggering this conditional growth under a moderate low-temperature stress. In addition, we identified the related protein PRX69 as an important factor in this developmental process. The prx62 prx69 double mutant and the PRX62 and PRX69 over-expressing lines showed contrasting RH phenotypes, peroxidase activities and cyt/apoReactive Oxygen Species (ROS) levels. Strikingly, a cell wall protein extensin (EXT) reporter revealed the effect of peroxidase activity on the EXT cell wall association at 10C in the RH apical zone. EXT cell wall insolubilization was enhanced at 10C, which was completely abolished under the PRX inhibitor salicylhydroxamic acid (SHAM) treatment. Finally, we demonstrated that the Root Hair defective 6 like 4 (RSL4) transcription factor directly controls the expression of PRX69 under low-temperature. Collectively, our results indicate that both PRX62 and PRX69 are key apoplastic PRXs that modulate ROS-homeostasis and cell wall EXT-insolubilization linked to RH elongation at low-temperature.Fil: Martinez Pacheco, Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Ranocha, Philippe. Université de Toulouse; FranciaFil: Kasulin, Luciana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Fusari, Corina Mariana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Centro de Estudios Fotosintéticos y Bioquímicos. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Centro de Estudios Fotosintéticos y Bioquímicos; ArgentinaFil: Servi, Lucas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias; ArgentinaFil: Ferrero, Lucia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral; ArgentinaFil: Berdion Gabarain, Victoria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Peralta, Juan Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Borassi, Cecilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Marzol, Eliana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Rodriguez Garcia, Diana Rosa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Rondon Guerrero, Yossmayer del Carmen. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Carignani Sardoy, Mariana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Botto, Javier Francisco. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura; ArgentinaFil: Meneses, Claudio. Universidad Andrés Bello; ChileFil: Ariel, Federico Damian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral; ArgentinaFil: Petrillo, Ezequiel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias; ArgentinaFil: Dunand, Christophe. Université de Toulouse; FranciaFil: Estevez, Jose Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentina. Universidad Andrés Bello; Chil

Apoplastic class III peroxidases PRX62 and PRX69 promote Arabidopsis root hair growth at low temperature

Root Hairs (RHs) growth is influenced by endogenous and by external environmental signals that coordinately regulate its final cell size. We have recently determined that RH growth was unexpectedly boosted when Arabidopsis thaliana seedlings are cultivated at low temperatures. It was proposed that RH growth plasticity in response to low temperature was linked to a reduced nutrient availability in the media. Here, we explore the molecular basis of this RH growth response by using a Genome Wide Association Study (GWAS) approach using Arabidopsis thaliana natural accessions. We identify the poorly characterized PEROXIDASE 62 (PRX62) and a related protein PRX69 as key proteins under moderate low temperature stress. Strikingly, a cell wall protein extensin (EXT) reporter reveals the effect of peroxidase activity on EXT cell wall association at 10 °C in the RH apical zone. Collectively, our results indicate that PRX62, and to a lesser extent PRX69, are key apoplastic PRXs that modulate ROS-homeostasis and cell wall EXT-insolubilization linked to RH elongation at low temperature.Fil: Martinez Pacheco, Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Ranocha, Philippe. Instituto Polytechnique de Toulouse; FranciaFil: Kasulin, Luciana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Fusari, Corina Mariana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Centro de Estudios Fotosintéticos y Bioquímicos. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Centro de Estudios Fotosintéticos y Bioquímicos; ArgentinaFil: Servi, Lucas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias; ArgentinaFil: Aptekmann, Ariel. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biociencias, Biotecnología y Biología Traslacional; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Berdion Gabarain, Victoria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Peralta, Juan Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Borassi, Cecilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Marzol, Eliana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Rodriguez Garcia, Diana Rosa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Rondon Guerrero, Yossmayer del Carmen. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Carignani Sardoy, Mariana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Ferrero, Lucia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral; ArgentinaFil: Botto, Javier Francisco. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía. Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura; ArgentinaFil: Meneses, Claudio. Universidad Andrés Bello; ChileFil: Ariel, Federico Damian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral; ArgentinaFil: Nadra, Alejandro Daniel. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biociencias, Biotecnología y Biología Traslacional; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Petrillo, Ezequiel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias; ArgentinaFil: Dunand, Christophe. Instituto Polytechnique de Toulouse; FranciaFil: Estevez, Jose Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentin

Mapeo por asociación en girasol: diversidad nucleotídica, desequilibrio de ligamiento e identificación de genes involucrados en la resistencia a la podredumbre húmeda del capítulo

Tesis para obtener el grado de Doctora en el área de Ciencias Biológicas, de la Universidad de Buenos Aires, en 2010El mapeo por asociación es una herramienta poderosa que permite la identificación de loci cuya contribución explica parte de la variación fenotípica observada. En general, los marcadores utilizados en estos estudios son los Polimorfismos de Nucleótido Simple (SNPs, Single Nucleotide Polymorphisms) y los indels (eventos de inserción, insertion/deletion). Los objetivos de este trabajo comprendieron el estudio de la diversidad nucleotídica y el alcance del desequilibrio de ligamiento (DL) en girasol cultivado, y el diseño de una estrategia de mapeo por asociación para la resistencia a la Podredumbre Húmeda del Capítulo (PHC), causada por Sclerotinia sclerotiorum. La frecuencia de SNPs (1/61) y la diversidad nucleotídica (θ=0,0067) se determinaron sobre un panel de 31 genes y 19 líneas endocriadas de girasol. La frecuencia de SNPs en conjunto con un alcance del DL hasta 100 kb (r2~0,1) permitieron diseñar un estudio de asociación a través de la estrategia de genotipificación de genes candidatos. Un total de 30 genes candidatos fueron seleccionados a partir de: (1) el análisis de los perfiles transcripcionales de un genotipo de Brassica napus resistente a S. sclerotiorum, (2) una colección de transcriptos de expresión diferencial de una línea de girasol moderadamente resistente desafiada con S. sclerotiorum y (3) genes descriptos en literatura como partícipes en los procesos de defensa frente a PHC. La elección, caracterización y genotipificación de genes candidatos implicó la generación de herramientas para la selección de los mismos y la optimización de técnicas de genotipificación de SNPs a gran escala. La detección de moléculas heterodúplex mediante: (1) corte con la enzima endonucleasa CEL1 (CEL1CH) y (2) cromatografía líquida de alto rendimiento en condiciones de desnaturalización parcial (dHPLC), demostraron ser técnicas robustas y versátiles para aumentar el número de loci e individuos a incluir en los estudios de mapeo por asociación. Un total de 16 genes se genotipificaron exitosamente en la población de mapeo por asociación constituida por 134 accesos del Banco Activo de Girasol de la Estación Experimental Agropecuaria (EEA) INTA Manfredi. El análisis estadístico de asociación incluyó el uso de modelos lineales mixtos que corrigieron los problemas de estructuración y las relaciones de parentesco entre los individuos de la población de mapeo. Un alelo del gen RhoBP_B exhibió una asociación estadísticamente significativa con una menor incidencia de PHC (pp<0,05). Los resultados obtenidos demuestran que es posible encontrar alelos útiles implicados en caracteres complejos a través de los estudios de mapeo por asociación en girasol.Association mapping is a powerful tool to identify gene loci that may contribute to phenotypic variation. Single nucleotide polymorphisms (SNPs) and insertions/deletions (indels) have become the markers of choice to conduct these studies. The aims of this thesis were to study nucleotide diversity and the extent of linkage disequilibrium (LD) in cultivated sunflower to conduct association mapping for the resistance to Sclerotinia Head Rot disease. SNP frequency and nucleotide diversity were assessed using a set of 31 genes and 19 sunflower inbred lines (1SNP/61 pb, θ=0.0067). The relatively high frequency of SNPs found here, along with the predicted extent of LD over distances of 100 kb (r2~0.1) allowed the development of an association mapping strategy through candidate gene approach. A total of 30 genes were selected based on: (1) a microarray analysis from Brassica napus genotypes resistant to S. sclerotiorum, (2) differentially expressed genes from cDNA libraries from sunflower infected tissues; (3) previous literature reports. Different methods of candidate gene selection and optimization of SNP genotyping technologies for scale-up throughput were explored. CEL1 cleavage of heteroduplex (CEL1CH) and denaturing high performance liquid chromatography (dHPLC) proved to be robust and versatile techniques to increase the amount of loci and individuals to be included in the association panel. Sixteen genes were successfully genotyped in the association population composed by 134 inbred lines from INTA Manfredi Sunflower Germplasm Bank. Mixed linear models accounting for population structure and kinship relatedness were used for the statistical analysis of associations. One candidate gene, RhoBP_B, had significant results from association analysis, indicating that it might affect the quantitave variation in sunflower resistance to Sclerotinia Head Rot disease. These results demonstrate the potential of candidate gene association mapping for complex trait dissection in sunflower.Instituto de BiotecnologíaFil: Fusari, Corina Mariana. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Biotecnología; Argentin

Association mapping in sunflower: nucleotide diversity, linkage disequilibrium and identification of genes involved in sclerotinia head rot resistance

El mapeo por asociación es una herramienta poderosa que permite la identificación de loci cuya contribución explica parte de la variación fenotípica observada. En general, los marcadores utilizados en estos estudios son los Polimorfismos de Nucleótido Simple (SNPs, Single Nucleotide Polymorphisms) y los indels (eventos de inserción, insertion/deletion). Los objetivos de este trabajo comprendieron el estudio de la diversidad nucleotídica y el alcance del desequilibrio de ligamiento (DL) en girasol cultivado, y el diseño de una estrategia de mapeo por asociación para la resistencia a la Podredumbre Húmeda del Capítulo (PHC), causada por Sclerotinia sclerotiorum. La frecuencia de SNPs (1/61) y la diversidad nucleotídica (θ=0,0067) se determinaron sobre un panel de 31 genes y 19 líneas endocriadas de girasol. La frecuencia de SNPs en conjunto con un alcance del DL hasta 100 kb (r2~0,1) permitieron diseñar un estudio de asociación a través de la estrategia de genotipificación de genes candidatos. Un total de 30 genes candidatos fueron seleccionados a partir de: (1) el análisis de los perfiles transcripcionales de un genotipo de Brassica napus resistente a S. sclerotiorum, (2) una colección de transcriptos de expresión diferencial de una línea de girasol moderadamente resistente desafiada con S. sclerotiorum y (3) genes descriptos en literatura como partícipes en los procesos de defensa frente a PHC. La elección, caracterización y genotipificación de genes candidatos implicó la generación de herramientas para la selección de los mismos y la optimización de técnicas de genotipificación de SNPs a gran escala. La detección de moléculas heterodúplex mediante: (1) corte con la enzima endonucleasa CEL1 (CEL1CH) y (2) cromatografía líquida de alto rendimiento en condiciones de desnaturalización parcial (dHPLC), demostraron ser técnicas robustas y versátiles para aumentar el número de loci e individuos a incluir en los estudios de mapeo por asociación. Un total de 16 genes se genotipificaron exitosamente en la población de mapeo por asociación constituida por 134 accesos del Banco Activo de Girasol de la Estación Experimental Agropecuaria (EEA) INTA Manfredi. El análisis estadístico de asociación incluyó el uso de modelos lineales mixtos que corrigieron los problemas de estructuración y las relaciones de parentesco entre los individuos de la población de mapeo. Un alelo del gen RhoBP_B exhibió una asociación estadísticamente significativa con una menor incidencia de PHC (pp<0,05). Los resultados obtenidos demuestran que es posible encontrar alelos útiles implicados en caracteres complejos a través de los estudios de mapeo por asociación en girasol.Association mapping is a powerful tool to identify gene loci that may contribute to phenotypic variation. Single nucleotide polymorphisms (SNPs) and insertions/deletions (indels) have become the markers of choice to conduct these studies. The aims of this thesis were to study nucleotide diversity and the extent of linkage disequilibrium (LD) in cultivated sunflower to conduct association mapping for the resistance to Sclerotinia Head Rot disease. SNP frequency and nucleotide diversity were assessed using a set of 31 genes and 19 sunflower inbred lines (1SNP/61 pb, θ=0.0067). The relatively high frequency of SNPs found here, along with the predicted extent of LD over distances of 100 kb (r2~0.1) allowed the development of an association mapping strategy through candidate gene approach. A total of 30 genes were selected based on: (1) a microarray analysis from Brassica napus genotypes resistant to S. sclerotiorum, (2) differentially expressed genes from cDNA libraries from sunflower infected tissues; (3) previous literature reports. Different methods of candidate gene selection and optimization of SNP genotyping technologies for scale-up throughput were explored. CEL1 cleavage of heteroduplex (CEL1CH) and denaturing high performance liquid chromatography (dHPLC) proved to be robust and versatile techniques to increase the amount of loci and individuals to be included in the association panel. Sixteen genes were successfully genotyped in the association population composed by 134 inbred lines from INTA Manfredi Sunflower Germplasm Bank. Mixed linear models accounting for population structure and kinship relatedness were used for the statistical analysis of associations. One candidate gene, RhoBP_B, had significant results from association analysis, indicating that it might affect the quantitave variation in sunflower resistance to Sclerotinia Head Rot disease. These results demonstrate the potential of candidate gene association mapping for complex trait dissection in sunflower.Fil:Fusari, Corina Mariana. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina

SNP genotyping by heteroduplex analysis

Heteroduplex-based genotyping methods have proven to be technologically effective and economically efficient for low- to medium-range throughput single-nucleotide polymorphism (SNP) determination. In this chapter we describe two protocols that were successfully applied for SNP detection and haplotype analysis of candidate genes in association studies. The protocols involve (1) enzymatic mismatch cleavage with endonuclease CEL1 from celery, associated with fragment separation using capillary electrophoresis (CEL1 cleavage), and (2) differential retention of the homo/heteroduplex DNA molecules under partial denaturing conditions on ion pair reversed-phase liquid chromatography (dHPLC). Both methods are complementary since dHPLC is more versatile than CEL1 cleavage for identifying multiple SNP per target region, and the latter is easily optimized for sequences with fewer SNPs or small insertion/deletion polymorphisms. Besides, CEL1 cleavage is a powerful method to localize the position of the mutation when fragment resolution is done using capillary electrophoresis.Instituto de BiotecnologíaFil: Paniego, Norma Beatriz. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Biotecnología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Fusari, Corina Mariana. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Biotecnología; ArgentinaFil: Lia, Veronica Viviana. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Biotecnología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Puebla, Andrea Fabiana. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Biotecnología; Argentin

Phenotyping sunflower genetic resources for Sclerotinia head rot response: assessing variability for disease resistance breeding

Sclerotinia head rot (SHR) is one of the most serious constraints to sunflower (Helianthus annuus L. var. macrocarpus) production worldwide. Here, we evaluated the response to SHR in a sunflower inbred panel from a large INTA germplasm collection, consisting of 137 inbred lines (ILs). Field trials were performed over five consecutive seasons using a twice-replicated randomized complete-block design. Disease incidence, disease severity, incubation period and area under disease progress curve for disease incidence and severity were determined after controlled inoculation with the pathogen. Statistical analysis using mixed-effect models detected significant differences among ILs for all variables (P<0.001). In addition, Principal Component Analysis (PCA) and distance based methods were used to classify the ILs according to their response to SHR, with ILs ALB2/5261 and 5383 emerging as the most resistant. Broad-sense heritability estimates ranged from 20.64% for disease severity to 10.58% for incubation period. The ample phenotypic variability of our collection, along with the moderate heritability estimates, highlight the importance of molecular breeding approaches to gain new insights into the genetic basis of sunflower resistance to SHR. The exhaustive phenotypic characterization presented here provides a reliable set of variables to comprehensively evaluate the disease and identifies two new sources of resistance to SHR.Instituto de BiotecnologíaFil: Filippi, Carla Valeria. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Biotecnología; ArgentinaFil: Zubrzycki, Jeremias Enrique. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Biotecnología; ArgentinaFil: Di Rienzo, Julio A. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Agropecuarias; ArgentinaFil: Quiroz, Facundo Jose. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Balcarce; ArgentinaFil: Fusari, Corina Mariana. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Biotecnología; Argentina. Max Planck Institute of Molecular Plant Physiology; AlemaniaFil: Alvarez, Daniel. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Manfredi; ArgentinaFil: Maringolo, Carla Andrea. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Balcarce; ArgentinaFil: Cordes, Diego Darío. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Manfredi; ArgentinaFil: Escande, Alberto. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Balcarce; ArgentinaFil: Hopp, Horacio Esteban. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Biotecnología; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Heinz, Ruth Amelia. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Biotecnología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Lia, Veronica Viviana. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Biotecnología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Paniego, Norma Beatriz. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Biotecnología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Hello darkness, my old friend: 3-Ketoacyl-Coenzyme A Synthase4 is a branch point in the regulation of triacylglycerol synthesis in Arabidopsis by re-channeling fatty acids under carbon starvation

Abstract Due to their sessile lifestyle, plants have evolved unique mechanisms to deal with environmental challenges. Under stress, plant lipids are important as alternative sources of carbon and energy when sugars or starch are limited. Here, we applied combined heat and darkness and extended darkness to a panel of ∼ 300 Arabidopsis accessions to study lipid remodeling under carbon starvation. Natural allelic variation at 3-KETOACYL-COENZYME A SYNTHASE4 (KCS4), a gene encoding for an enzyme involved fatty-acid elongation, underlies a differential accumulation of polyunsaturated triacylglycerols (TAGs) under stress. Ectopic expression in yeast and plants proved that KCS4 is a functional enzyme localized in the ER with specificity for C22 and C24 saturated acyl-CoA. Loss-of-function mutants and transient overexpression in planta revealed the role of KCS4 alleles in TAG synthesis and biomass accumulation. The region harboring KCS4 is under high selective pressure. Furthermore, allelic variation at KCS4 correlated with environmental parameters from the locales of Arabidopsis accessions. Our results provide evidence that KCS4 plays a decisive role in the subsequent fate of fatty acids released from chloroplast-membrane lipids under carbon starvation. This work sheds light on both plant response mechanisms to abiotic stress and the evolutionary events shaping the lipidome under carbon starvation. One sentence summary Natural variation at KCS4 underlies a differential accumulation of polyunsaturated triacylglycerols, by acting as a regulatory branch point in the fate of fatty acids under carbon starvation

Post-anaesthesia pulmonary complications after use of muscle relaxants (POPULAR): a multicentre, prospective observational study

Background Results from retrospective studies suggest that use of neuromuscular blocking agents during general anaesthesia might be linked to postoperative pulmonary complications. We therefore aimed to assess whether the use of neuromuscular blocking agents is associated with postoperative pulmonary complications. Methods We did a multicentre, prospective observational cohort study. Patients were recruited from 211 hospitals in 28 European countries. We included patients (aged ≥18 years) who received general anaesthesia for any in-hospital procedure except cardiac surgery. Patient characteristics, surgical and anaesthetic details, and chart review at discharge were prospectively collected over 2 weeks. Additionally, each patient underwent postoperative physical examination within 3 days of surgery to check for adverse pulmonary events. The study outcome was the incidence of postoperative pulmonary complications from the end of surgery up to postoperative day 28. Logistic regression analyses were adjusted for surgical factors and patients’ preoperative physical status, providing adjusted odds ratios (ORadj) and adjusted absolute risk reduction (ARRadj). This study is registered with ClinicalTrials.gov, number NCT01865513. Findings Between June 16, 2014, and April 29, 2015, data from 22803 patients were collected. The use of neuromuscular blocking agents was associated with an increased incidence of postoperative pulmonary complications in patients who had undergone general anaesthesia (1658 [7·6%] of 21694); ORadj 1·86, 95% CI 1·53–2·26; ARRadj –4·4%, 95% CI –5·5 to –3·2). Only 2·3% of high-risk surgical patients and those with adverse respiratory profiles were anaesthetised without neuromuscular blocking agents. The use of neuromuscular monitoring (ORadj 1·31, 95% CI 1·15–1·49; ARRadj –2·6%, 95% CI –3·9 to –1·4) and the administration of reversal agents (1·23, 1·07–1·41; –1·9%, –3·2 to –0·7) were not associated with a decreased risk of postoperative pulmonary complications. Neither the choice of sugammadex instead of neostigmine for reversal (ORadj 1·03, 95% CI 0·85–1·25; ARRadj –0·3%, 95% CI –2·4 to 1·5) nor extubation at a train-of-four ratio of 0·9 or more (1·03, 0·82–1·31; –0·4%, –3·5 to 2·2) was associated with better pulmonary outcomes. Interpretation We showed that the use of neuromuscular blocking drugs in general anaesthesia is associated with an increased risk of postoperative pulmonary complications. Anaesthetists must balance the potential benefits of neuromuscular blockade against the increased risk of postoperative pulmonary complications