Characterization and discovery of miRNA and miRNA targets from apomictic and sexual genotypes of Eragrostis curvula

Weeping lovegrass (Eragrostis curvula [Shrad.] Nees) is a perennial grass found in semi-arid regions that is well adapted for growth in sandy soils and drought conditions. E. curvula constitutes a polymorphic complex that includes cytotypes with different ploidy levels (from 2x to 8x), where most polyploids are facultative apomicts, although both sexual reproduction and full apomixis have been reported in this species. Apomixis is thought to be associated with silencing of the sexual pathway, which would involve epigenetic mechanisms. However, a correlation between small RNAs and apomixis has not yet been conclusively established. Aiming to contribute to the elucidation of their role in the expression of apomixis, we constructed small RNA libraries from sexual and apomictic E.curvula genotypes via Illumina technology, characterized the small RNA populations, and conducted differential expression analysis by comparing these small RNAs with the E. curvula reference transcriptome. We found that the expression of two genes is repressed in the sexual genotype, which is associated with specific microRNA expression. Our results support the hypothesis that in E. curvula the expression of apomixis leads to sexual repression.Fil: 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: Pasten, Maria Cielo. 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: 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: 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; Argentin

Differentially methylated genes involved in reproduction and ploidy levels in recent diploidized and tetraploidized Eragrostis curvula genotypes

Epigenetics studies changes in gene activity without changes in the DNA sequence. Methylation is an epigenetic mechanism important in many pathways, such as biotic and abiotic stresses, cell division, and reproduction. Eragrostis curvula is a grass species reproducing by apomixis, a clonal reproduction by seeds. This work employed the MCSeEd technique to identify deferentially methylated positions, regions, and genes in the CG, CHG, and CHH contexts in E. curvula genotypes with similar genomic backgrounds but with different reproductive modes and ploidy levels. In this way, we focused the analysis on the cvs. Tanganyika INTA (4x, apomictic), Victoria (2x, sexual), and Bahiense (4x, apomictic). Victoria was obtained from the diploidization of Tanganyika INTA, while Bahiense was produced from the tetraploidization of Victoria. This study showed that polyploid/apomictic genotypes had more differentially methylated positions and regions than the diploid sexual ones. Interestingly, it was possible to observe fewer differentially methylated positions and regions in CG than in the other contexts, meaning CG methylation is conserved across the genotypes regardless of the ploidy level and reproductive mode. In the comparisons between sexual and apomictic genotypes, we identified differentially methylated genes involved in the reproductive pathways, specifically in meiosis, cell division, and fertilization. Another interesting observation was that several differentially methylated genes between the diploid and the original tetraploid genotype recovered their methylation status after tetraploidization, suggesting that methylation is an important mechanism involved in reproduction and ploidy changes.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: Achilli, Ana Laura. 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: Hernández, Fernando. 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: Bocchini, M.. Università di Perugia; ItaliaFil: Pasten, Maria Cielo. 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, G.. Università di Perugia; ItaliaFil: Albertini, Emiliano. Università di Perugia; ItaliaFil: 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: 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; Argentin

Nueva variante del gen Zds en trigo candeal

El trigo candeal es utilizado principalmente para la producción de pastas secas. Se logró asociar una variante del gen ζ‑Caroteno Desaturasa (Zds) con un mayor grado de color amarillo en el grano, un atributo de calidad muy importante debido a las preferencias de los consumidores.Fil: Pasten, Maria Cielo. 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: Roncallo, Pablo Federico. 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: Camargo Acosta, Emily Yineth. 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: 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; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Ciencias de la Salud; Argentin

A combined transcriptome - miRNAome approach revealed that a kinesin gene is differentially targeted by a novel miRNA in an apomictic genotype of Eragrostis curvula

Weeping lovegrass (Eragrostis curvula [Shrad.] Nees) is a perennial grass typicallyestablished in semi-arid regions, with good adaptability to dry conditions andsandy soils. This polymorphic complex includes both sexual and apomicticcytotypes, with different ploidy levels (2x-8x). Diploids are known to be sexual,while most polyploids are facultative apomicts, and full apomicts have also beenreported. Plant breeding studies throughout the years have focused on achievingthe introgression of apomixis into species of agricultural relevance, but, given thecomplexity of the trait, a deeper understanding of themolecular basis of regulatorymechanisms of apomixis is still required. Apomixis is thought to be associated withsilencing or disruption of the sexual pathway, and studies have shown it isinfluenced by epigenetic mechanisms. In a previous study, we explored the roleof miRNA-mRNA interactions using two contrasting E. curvula phenotypes. Here,the sexual OTA-S, the facultative Don Walter and the obligate apomicticTanganyika cDNA and sRNA libraries were inquired, searching for miRNAdiscovery and miRNA expression regulation of genes related to the reproductivemode. This allowed for the characterization of seven miRNAs and the validation oftheir miRNA-target interactions. Interestingly, a kinesin gene was found to berepressed in the apomictic cultivar Tanganyika, targeted by a novelmiRNA thatwasfound to be overexpressed in this genotype, suggestive of an involvement in thereproductive mode expression. Our work provided additional evidence of thecontribution of the epigenetic regulation of the apomictic pathway.Fil: Pasten, Maria Cielo. 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: 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; 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: 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: Rodrigo, Juan Manuel. 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: 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; 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; Argentin

Identificación y caracterización de un gen relacionado con el modo reproductivo en E. curvula

La apomixis es un modo de reproducción donde la reducción meiótica y la fecundación de la ovocélula no se producen y se generan progenies genéticamente idénticas a la madre. Conocer el mecanismo molecular involucrado en este tipo de reproducción permitirá en el futuro su transferencia a cultivos de interés económico como el maíz y el girasol, entre otros. El pasto llorón (Eragrostis curvula (Schrader) Nees) es una gramínea nativa del sur de África que se reproduce principalmente por apomixis diplospórica. El objetivo de este trabajo fue comparar los perfiles de expresión génica entre genotipos sexuales y apomícticos mediante microarreglos SurePrint G3 1 x 1M de Agilent. El chip se diseñó utilizando secuencias obtenidas previamente por nuestro grupo de trabajo y consistió en aproximadamente 60.000 unigenes de esta gramínea. Se realizaron ocho hibridaciones independientes (4 con ARN de genotipos sexuales y 4 con ARN de genotipos apomícticos) marcadas con un solo color (Cy-3). La calidad y reproducibilidad de las hibridaciones se verificó con controles positivos internos y mediante el software Agilent Feature Extraction 8.5. Los análisis de expresión se realizaron con GeneSpring 14.5. Utilizando el modo reproductivo como parámetro, y los datos normalizados, se encontraron 138 spots diferencialmente expresados en apomixis vs sexualidad (fold change >2, p-values < 0.01) mediante prueba t desapareada y corrección múltiple de Benjamini-Hochberg. De los 138 spots diferenciales, 78 pertenecen al mismo unigen expresado exclusivamente en los genotipos apomícticos. Se presenta un análisis preliminar de este gen.Fil: Pasten, Maria Cielo. 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: 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; 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; ArgentinaSimposio de Genómica Funcional de PlantasRosarioArgentinaInstituto de Biología Molecular y Celular de RosarioAgencia Nacional de Promoción Científica y TecnológicaInstituto Nacional de Tecnología AgropecuariaBolsa de Comercio de Rosari

Association of novel characterized sequence variations in the ζ-carotene desaturase (Zds) gene with yellow color and yellow pigment content in durum wheat cultivars

In durum wheat (Triticum turgidum L. var. durum), grown primarily for the production of pasta and other food products, yellow color is an important quality standard. This trait is linked to several different aspects, such as processing conditions, degradation by enzymes, environmental factors and, most importantly, the natural concentration of yellow carotenoid pigments. One of the crucial phases in the carotenoid biosynthesis pathway is carotene desaturation, and it is catalyzed by two desaturases: Phytoene desaturase (PDS) and ζ-Carotene desaturase (ZDS). In this study, we report the presence of two polymorphisms in the Zds genes that strongly suggest that this gene is duplicated in the durum wheat A and B genomes, providing valuable knowledge about the distribution of this gene in durum wheat germplasm. The polymorphism detected in the A genome was successfully associated with differences in the phenotypic expression of yellow pigment in 133 durum wheat cultivars, thus constituting a novel functional marker for use in breeding programs that aim to improve pasta quality and which contributes to a better understanding of the inheritance of color traits in durum wheat.Fil: Pasten, Maria Cielo. 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: Roncallo, Pablo Federico. 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: Camargo Acosta, Emily Yineth. 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: 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; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Ciencias de la Salud; Argentin

A 3D analysis of the reproductive development of Eragrostis curvula (Schrad.) Ness

Apomixis, defined as asexual propagation by seeds, is a type of plant reproduction found in more than 400angiosperms. This polyphyletic trait has been studied in various species, and it is considered of greatimportance in the agricultural industry as it would allow the fixation of desired traits and its propagationthrough generations. The study of ovule development in an apomictic model is necessary to strengthen theknowledge of the mechanisms governing this reproductive mode, and would contribute to improve plantbreeding procedures. Weeping lovegrass (Eragrostis curvula (Schrad.) Ness) is a perennial grass that has beenextensively studied as a model species for diplosporous apomixis. This species, mostly used as forage insemi-arid regions of the world, comprises a polymorphic complex that includes sexual and apomicticcytotypes, where all apomicts are polyploids, ranging from tetraploids (4X) to octoploids (8X). The aim of thiswork was to provide a thorough description of the developmental stages taking place in the ovule of threetetraploid genotypes of weeping lovegrass: the full apomictic Tanganyika, the facultative apomictic DonWalter, and the sexual OTA, as well as evaluating pollen development, using confocal laser microscopy.Moreover, in order to further understand the mode of reproduction in this species, anin-situ hybridization (ISH)was performed using an SPL gene (Squamosa Promoter-binding-Like), found to be differentially expressedbetween two of the contrasting genotypes (OTA-S and Tanganyika). The present analysis of the femalegametophyte aided in increasing the knowledge of the reproductive development in E. curvula and allowed theidentification of differences between sexual and apomictic development.Fil: Pasten, Maria Cielo. 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: 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: Diaz, Alejandra Raquel. 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: Mizzotti, Chiara. Università degli Studi di Milano; ItaliaFil: Cucinotta, Mara. Università degli Studi di Milano; ItaliaFil: Colombo, Lucia. Università degli Studi di Milano; 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; ArgentinaFil: Mendes, Marta Adelina. Università degli Studi di Milano; ItaliaIV International Congress on ApomixisRosarioArgentinaInstituto de Investigaciones en Ciencias Agrarias de RosarioUniversidad Nacional de Rosari