Análisis transcriptómico del proceso de la maduración de la papaya cultivada en chile (vasconcellea pubescens)

104 p.Contexto: La papaya de montaña (Vasconcellea pubescens), perteneciente a la familia Caricacea, es un cultivo artesanal en Chile. Su fruto presenta excelentes características organolépticas y nutricionales, además de un alto contenido de vitaminas y antioxidantes. En estado inmaduro presenta elevadas concentraciones de papaína, siendo muy utilizado en la industria farmacéutica. Por lo que se debe consumir de forma procesada como mermelada, conservas, jugos, etc. Este fruto se ha posicionado en el mercado internacional debido a que es considerado un producto gourmet con resultados prometedores. Aumentando las exigencias de calidad del producto, debiendo producir frutos uniformes, de gran color, sabor y aroma, las cuales son obtenidas durante la etapa de maduración frutal. Debido a que la papaya es un fruto climatérico, su maduración continúa durante su poscosecha, aumentando la producción de etileno, principal fitohormona involucrada en el proceso de ablandamiento del fruto. Esto genera pérdidas significativas en la etapa de elaboración del producto final. Con el objetivo de lograr un mejor entendimiento de estos cambios a nivel genético y molecular, se han seleccionado tres estadios tempranos del proceso de maduración de papaya, los cuales fueron secuenciados mediante la tecnología Roche/454,. Resultados: Se realizaron dos medias placas de Roche/454 GS-FLX para los estadios 0, 1 y 3 días poscosecha, obteniendo 1.453.964 reads, ensamblados en 32.161 contigs consensus con un tamaño promedio de 659 pb. Se realizó el mapeo comparativo utilizando como referencia el genoma de Carica papaya, obteniendo un 40,6% de regiones con identidad significativa. Del proceso de anotación comparativa se determinó, por estrategias de identificación de genes ortólogos, la proporción de genes compartidos con V. pubescens. Obteniendo una anotación de un 56% de contigs mediante genoma de referencia C. papaya, 28% de contigs a través de bases de datos NR, UNIPROT y genomas A. thaliana, S. lycopersicum. A su vez, aquellos contigs no anotados, fueron clasificados mediante KOG obteniendo un 2% de contigs y mediante CDD obteniendo un 1% de contigs. Restando finalmente un 13% de contigs sin anotar. Según la descripción obtenida por la anotación funcional, se realizó una clasificación según procesos relevantes en la etapa de maduración, enfocando siete categorías putativamente relacionadas con el proceso de ablandamiento. Conclusión: Se generó una colección de ESTs, que permitieron identificar funciones características para el desarrollo frutal. En base al estudio genómico-computacional, se identificaron procesos asociados a maduración frutal como, por ejemplo, modificaciones post-raduccionales, recambio de proteínas, transducción de señales, metabolismo de fitohormonas, producción de azucares, pigmentación y metabolismo de ésteres volátiles. Confirmando la presencia de genes asociados a la biosíntesis de etileno (ACO, ACS, ETR), constantemente producido durante la etapa de maduración. La información funcional obtenida mediante este estudio será corroborada experimentalmente para proporcionar el rol de cada uno de los genes identificados en el proceso de ablandamiento, con el fin de establecer potenciales marcadores moleculares que permitan la selección de genotipos que presenten bajos niveles de ablandamiento que permitan implementar estrategias de mejoramiento genético de esta especiey así mejorar su calidad comercial de poscosecha. Palabras claves: Papaya de montaña, Vasconcellea pubescens, 454, EST, maduración, ablandamiento. /ABSTRACT: Background: The mountain papaya (Vasconcellea pubescens), member of the Caricacea family, is an artisanal crop in Chile. It’s fruit has excellent organoleptic and nutritional characteristics, and a high content of vitamins and antioxidants. In immature state has high concentration of papain, widely used in the pharmaceutical industry. Should be consumed in processed form as jam, preserves, juices, etc. This fruit has been positioned in the international market because it’s considered a gourmet product with promising results. Increasing the needs for quality product, must produce uniform fruit, great color, flavor and fragrance, which are obtained during the maturation fruit stage. Because papaya is a climacteric fruit, ripening continues during post-harvest, increasing the ethylene production, the main plant hormone involved in the fruit softening process. This results in significant losses in the elaboration of the final product. In order to better understand the genetic and molecular basis of these changes, have selected three primary stages of the ripening process of papaya, which were sequenced by Roche/454 technology. Results: Two half plates of Roche/454 GS-FLX for stages 0, 1 and 3 days postharvest, obtaining 1,453,964 reads, assembled into 32,161 contigs consensus with an average size of 659 bp. Comparative mapping was performed using as reference the genome of Carica papaya, obtaining 40.6% of regions with significant identity. Comparative annotation process was determined by identifying strategies of orthologous genes, the proportion of genes shares with V. pubescens. Getting a score of 56% of contigs in the reference genome C. papaya, 28% of contigs through NR, UNIPROT databases and genomes of A. thaliana, S. lycopersicum. In turn, those contigs not annotated were classified by KOG getting 2% of contigs and by CDD getting 1% of contigs. Finally subtracting 13% of contigs without scoring. According to the description obtained by the functional annotation, classification was made according to relevant processes in the maturation stage, focusing on seven categories putatively related to the softening process. Conclusion: This generated a collection of ESTs, which identified characteristic functions for fruit development. Based on the genomic-computational study, we identified fruit ripening processes associated with, ex, post-translational modification, protein turnover, signal transduction, plant hormones metabolism, sugars production, pigmentation and volatile esters metabolism. Confirming the presence of genes associated with ethylene biosynthesis (ACO, ACS, ETR), consistently produced during the maturation stage. The functional information obtained by this study will be verified experimentally to provide the role of each of the genes identified in the softening process, in order to establish potential markers that allow for selection of genotypes with low levels of softening that allow to implement breeding strategies of this species and improve their quality commercial postharvest. Keywords: Papaya mountain Vasconcellea pubescens, 454, EST, maturation, softening

Análisis genómico comparativo de borradores genómicos para el estudio de diversidad genética en cepas de Piscirickettsia salmonis

75 p.Piscirickettsia salmonis, es el agente etiológico de la Septicemia Rickettsial del Salmón (SRS) o Piscirickettsiosis, enfermedad que afecta la producción del salmón a diferentes latitudes con un particular impacto al sur de Chile, donde ha sido responsable de las mayores pérdidas económicas. A pesar de la importancia de este patógeno, existe escasa información sobre las bases moleculares de su fisiología y otros aspectos relevantes de su ciclo de vida y patogénesis.Utilizando tecnología Illumina, bases de datos públicas y herramientas bioinformáticas, en el laboratorio de la división de bio-cómputo se ensambló y anotó el “draft” genómico de la cepa tipo Piscirickettsia salmonis LF-89, además de Piscirickettsia salmonis EM-90, y 2 aislados ambientales desde peces infectados en operaciones de acuicultura al sur de Chile. Con estas cepas se llevó a cabo la construcción del “core” y pan-genoma de Piscirickettsia salmonis, y además se aplicaron estrategias filogenéticas y filogenómicas. Un análisis genómico comparativo reveló que esta bacteria podría compartir un origen evolutivo común con miembros del género Coxiella y Legionella, el cual sumado a conservados grupos de genes ortólogos, entrega pistas sobre una potencial perdida/ganancia de genes, que han conformado el genoma de la cepa Piscirickettsia salmonis LF-89. Este trabajo presenta el primer análisis comparativo entre cepas de Piscirickettsia salmonis, lo que potenciará la interpretación de información experimental disponible y además entrega las bases moleculares para futuras investigaciones experimentales. Este trabajo también proporciona una plataforma de información para investigar la evolución de este género con el fin de explicar mejor la interacción de este patógeno con su huésped y además proporciona información valiosa sobre los factores de virulencia y patogenicidad, lo que abre nuevas perspectivas para el desarrollo de herramientas de detección y control más eficaces. Palabras clave: Genómica comparativa Piscirickettsia salmonis./ABSTRACT: Piscirickettsia salmonis, the etiological agent of the Salmonid Rickettsial Septicaemia (SRS), or Piscirickettsiosis, disease that has affected salmon production at different latitudes with particular impact in southern Chile, wherein has been responsible for major economic losses. Despite the importance of this pathogen, only scarce information about molecular basis of his physiology and other relevant aspects of its life cycle and pathogenesis. Using the Illumina techonolgy, public databases and bioinformatics tools, in bio-computing division laboratory, it was sequenced, assembled and annotated the draft genome sequences of the type strain Piscirickettsia salmonis LF-89, Piscirickettsia salmonis EM-90, and two environmental strain isolated from infected fish from aquaculture operations in the south of Chile. With this strains it was carried the construction the Piscirickettsia salmonis’ “core” and pan-genome. Also the strategic application of phylogenetic and phylogenomic. A comparative genomic analysis revealed this bacterium could share a common evolutionary origin with members of the Coxiella and Legionella genus, which in addition with conserved clusters of orthologous genes analysis, provided clues about the potential gene loss/gain events that have shaped the genome of Piscirickettsia salmonis LF-89 strains. This work presents the first comparative genomic analysis between Piscirickettsia salmonis strains, information that will aid in the interpretation of available experimental information and provide the molecular basis for future experimental research. This work also provides an informational platform to investigate the evolution of this genus in order to better explain the interactions of this pathogen with the salmonid host, providing valuable information about virulence and pathogenicity factors, which could open new perspectives for the development of more effective disease detection and control strategies. Keywords: Comparative genomics Piscirickettsia salmonis