Network and biosignature analysis for the integration of transcriptomic and metabolomic data to characterize leaf senescence process in sunflower

In recent years, high throughput technologies have led to an increase of datasets from omics disciplines allowing the understanding of the complex regulatory networks associated with biological processes. Leaf senescence is a complex mechanism controlled by multiple genetic and environmental variables, which has a strong impact on crop yield. Transcription factors (TFs) are key proteins in the regulation of gene expression, regulating different signaling pathways; their function is crucial for triggering and/or regulating different aspects of the leaf senescence process. The study of TF interactions and their integration with metabolic profiles under different developmental conditions, especially for a non-model organism such as sunflower, will open new insights into the details of gene regulation of leaf senescence.Fil: Moschen, Sebastián Nicolás. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Biotecnología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Higgins, Janet. The Genome Analysis Centre; Reino UnidoFil: Di Rienzo, Julio Alejandro. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Agropecuarias; ArgentinaFil: Heinz, Ruth Amelia. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Biotecnología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Paniego, Norma Beatriz. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Biotecnología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Fernández, Paula del Carmen. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Biotecnología; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Sunflower Leaf Senescence: A Complex Genetic Process with Economic Impact on Crop Production

Leaf senescence is a complex process controlled by multiple genetic and environmental variables. In different crops, a delay in leaf senescence has an important impact on grain yield trough the maintenance of the photosynthetic leaf area during the reproductive stage. In sunflower (Helianthus annuus L.), the fourth largest oil crop worldwide, senescence reduces the capacity of plants to maintain their green leaf area for longer periods, especially during the grain filling phase, leading to important economic losses

Transcription factors associated with leaf senescence in crops

Leaf senescence is a complex mechanism controlled by multiple genetic and environmental variables. Different crops present a delay in leaf senescence with an important impact on grain yield trough the maintenance of the photosynthetic leaf area during the reproductive stage. Additionally, because of the temporal gap between the onset and phenotypic detection of the senescence process, candidate genes are key tools to enable the early detection of this process. In this sense and given the importance of some transcription factors as hub genes in senescence pathways, we present a comprehensive review on senescence-associated transcription factors, in model plant species and in agronomic relevant crops. This review will contribute to the knowledge of leaf senescence process in crops, thus providing a valuable tool to assist molecular crop breeding.Fil: Bengoa Luoni, Sofia Ailin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús). Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús); ArgentinaFil: Astigueta, Francisco Horacio. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Biotecnología; ArgentinaFil: Nicosia, Salvador. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Biotecnología; ArgentinaFil: Moschen, Sebastián Nicolás. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional Tucuman-Santiago del Estero. Estación Experimental Agropecuaria Famaillá; Argentina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Biotecnología; ArgentinaFil: Fernández, Paula del Carmen. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Biotecnología; ArgentinaFil: Heinz, Ruth Amelia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Biotecnología; Argentin

Genetic mapping of EST-SSR, SSR and InDel to improve saturation of genomic regions in a previously developed sunflower map

In order to saturate a sunflower genetic map and facilitate marker-assisted selection (MAS) breeding for stress response, it is necessary to enhance map saturation with molecular markers localized in linkage groups associated to genomic regions involved in these traits. This work describes the identification and characterization of 1,134 simple sequence repeat (SSR) containing expressed sequence tags (EST) from unigenes available databases. Twelve of these functional markers as well as 41 public SSR markers were successfully localized in linkage groups, thus contributing to the saturation of specific regions on a reference genetic-linkage-map derived from recombinant inbred lines (RIL) mapping population from the cross between PAC2 x RHA266 lines. The enriched map includes 547 markers (231 SSR, 9 EST-SSR, 3 insertions/deletions (InDel) and 304 amplified fragment length polymorphisms (AFLP) distributed in 17 linkage groups (LG), spanning genetic size to 1,942.3 cM and improving its mean density to 3.6 cM per locus. As consequence, no gaps longer than 13.2 cM remain uncovered throughout the entire map, which increases the feasibility of detecting genes or traits of agronomic importance in sunflower

Diferencias e importancia de la duración del periodo a floración y del periodo reproductivo en sojas con similar longitud de ciclo

Rendimientos altos y estables son desafíos necesarios para sostener la demanda futura del cultivo en un contexto de cambio climático y declinación de los rendimientos promedios.Tanto la agricultura de precisión, como el mejoramiento genético, podrían reducir estas pérdidas de rendimiento por superficie de forma sostenible y sustentable. En este sentido, la adaptación a cambios moderados en el clima y de carácter transitorios, puede ser lograda seleccionando cultivares con periodos de floración y duración de ciclo apropiados. La plasticidad de la floración en un cultivo representa una estrategia de escape al estrés (hídrico-térmico, en adelante estrés), principalmente en ambientes donde la disponibilidad de agua en este periodo es incierta o variable. En soja múltiples factores genéticos interactúan entre sí y con el ambiente (principalmente fotoperiodo y temperatura), dando como resultado distintas longitudes de ciclo, adaptándose su cultivo a distintas regiones. De acuerdo a la información disponible, la etapa menos afectada por estrés es aquella comprendida entre el inicio de floración hasta el comienzo del llenado de grano, atribuido a la alta plasticidad de la planta para la formación de nuevas flores y frutos. Y el período de llenado de grano es considerada la etapa más crítica debido a su robusta relación positiva con el rendimiento. Numerosos trabajos sugieren que prolongar el período reproductivo junto al hábito de crecimiento indeterminado, podrían mantener el número de nudos, ramas, vainas, flores y frutos, dando estabilidad a los cultivares de soja, compensando la pérdida causada por algún estrés transitorio. En estudios preliminares en otras localidades en Argentina, se ha observado que algunos cultivares expresan períodos reproductivos más prolongados que el resto de los cultivares con la misma longitud de ciclo, e incluso, algunos de estos genotipos han mostrado mayor estabilidad en ensayos comparativos de rendimiento.Fil: Vicentin, Ignacio Gabriel. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional Entre Ríos. Estación Experimental Agropecuaria Paraná; ArgentinaFil: Heinz, Ruth Amelia. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Ghione, Celina Elena. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional Córdoba. Estación Experimental Agropecuaria Marcos Juárez; ArgentinaFil: Cuatrin, A.. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional Entre Ríos. Estación Experimental Agropecuaria Paraná; ArgentinaFil: Gilli, Javier Ramon. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional Córdoba. Estación Experimental Agropecuaria Marcos Juárez; Argentin

Comparison of predictive methods and biological validation for qPCR reference genes in sunflower leaf senescence transcript analysis

The selection and validation of reference genes constitute a key point for gene expression analysis based onqPCR, requiring efficient normalization approaches. In this work, the expression profiles of eight genes were evaluated to identify novel reference genes for transcriptional studies associated to the senescence process in sunflower. Three alternative strategies were applied for the evaluation of gene expression stability in leaves of different ages and exposed to different treatments affecting the senescence process: algorithms implemented in geNorm, BestKeeper software, and the fitting of a statistical linear mixed model (LMModel). The results show that geNorm suggested the use of all combined genes, although identifying a-TUB1 as the most stable expressing gene. BestKeeper revealed a-TUB and b-TUB as stable genes, scoring b-TUB as themost stable one. The statistical LMModel identified a-TUB, actin, PEP, and EF-1a as stable genes in this order.The model-based approximation allows not only the estimation of systematic changes in gene expression, but also the identification of sources of random variation through the estimation of variance components, considering the experimental design applied. Validation of a-TUB and EF-1a as reference genes for expression studies of three sunflower senescence associated genes showed that the first one was more stable for the assayed conditions. We conclude that, when biological replicates are available, LMModel allows a more reliable selection under the assayed conditions. This study represents the first analysis of identification and validation of genuine reference genes for use as internal control in qPCR expression studies in sunflower, experimentally validated throughout six different controlled leaf senescence conditions.Fil: Fernandez, Paula. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Biotecnología; ArgentinaFil: Di Rienzo, Julio Alejandro. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Agropecuarias; ArgentinaFil: Moschen, Sebastián. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Cs.exactas y Naturales. Departamento de Biología. Laboratorio de Fisiología Bioquímica y Adaptativa; ArgentinaFil: Dosio, Guillermo Aníbal Adrián. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Cs.exactas y Naturales. Departamento de Biología. Laboratorio de Fisiología Bioquímica y Adaptativa; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Aguirrezábal, Luis Adolfo Nazareno. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Cs.exactas y Naturales. Departamento de Biología. Laboratorio de Fisiología Bioquímica y Adaptativa; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Hopp, Horacio Esteban. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Biotecnología; ArgentinaFil: Paniego, Norma Beatriz. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Biotecnología; ArgentinaFil: Heinz, Ruth Amelia. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Biotecnología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Cytological characterization of sunflower by in situ hybridization using homologous rDNA sequences and a BAC clone containing highly represented repetitive retrotransposon-like sequences

In the present work we report new tools for the characterization of the complete chromosome complement of sunflower (Helianthus annuus L.), using a bacterial artificial chromosome (BAC) clone containing repetitive sequences with similarity to retrotransposons and a homologous rDNA sequence isolated from the sunflower genome as probes for FISH. The rDNA signal was found in 3 pairs of chromosomes, coinciding with the location of satellites. The BAC clone containing highly represented retroelements hybridized with all the chromosome complement in FISH, and used together with the rDNA probe allowed the discrimination of all chromosome pairs of sunflower. Their distinctive distribution pat-tern suggests that these probes could be useful for karyotype characterization and for chromosome identification. The karyotype could be subdivided into 3 clear-cut groups of 12 metacentric pairs, 1 submetacentric pair, and 4 subtelocentric pairs, thus resolving previously described karyotype controversies. The use of BAC clones containing single sequences of specific markers and (or) genes associated with important agricultural traits represents an important tool for future locus-specific identification and physical mapping.Fil: Talia, Paola Monica. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Biotecnología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Greizerstein, Eduardo Jose. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Ecología, Genética y Evolución; ArgentinaFil: Díaz Quijano, C.. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Ecología, Genética y Evolución; ArgentinaFil: Peluffo, Lucila. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Biotecnología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Fernández, L.. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Biotecnología; ArgentinaFil: Fernández, P.. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Biotecnología; ArgentinaFil: Hopp, Horacio Esteban. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Ecología, Genética y Evolución; Argentina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Biotecnología; ArgentinaFil: Paniego, Norma Beatriz. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Biotecnología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Heinz, Ruth Amelia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Ecología, Genética y Evolución; Argentina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Biotecnología; ArgentinaFil: Poggio, Lidia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Ecología, Genética y Evolución; Argentin

Unveiling the genetic basis of Sclerotinia head rot resistance in sunflower

Background: Sclerotinia sclerotiorum is a necrotrophic fungus that causes Sclerotinia head rot (SHR) in sunflower, with epidemics leading to severe yield losses. In this work, we present an association mapping (AM) approach to investigate the genetic basis of natural resistance to SHR in cultivated sunflower, the fourth most widely grown oilseed crop in the world. Results: Our association mapping population (AMP), which comprises 135 inbred breeding lines (ILs), was genotyped using 27 candidate genes, a panel of 9 Simple Sequence Repeat (SSR) markers previously associated with SHR resistance via bi-parental mapping, and a set of 384 SNPs located in genes with molecular functions related to stress responses. Moreover, given the complexity of the trait, we evaluated four disease descriptors (i.e, disease incidence, disease severity, area under the disease progress curve for disease incidence, and incubation period). As a result, this work constitutes the most exhaustive AM study of disease resistance in sunflower performed to date. Mixed linear models accounting for population structure and kinship relatedness were used for the statistical analysis of phenotype-genotype associations, allowing the identification of 13 markers associated with disease reduction. The number of favourable alleles was negatively correlated to disease incidence, disease severity and area under the disease progress curve for disease incidence, whereas it was positevily correlated to the incubation period. Conclusions: Four of the markers identified here as associated with SHR resistance (HA1848, HaCOI_1, G33 and G34) validate previous research, while other four novel markers (SNP117, SNP136, SNP44, SNP128) were consistently associated with SHR resistance, emerging as promising candidates for marker-assisted breeding. From the germplasm point of view, the five ILs carrying the largest combination of resistance alleles provide a valuable resource for sunflower breeding programs worldwide.Instituto de BiotecnologíaFil: Filippi, Carla Valeria. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Biotecnología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Zubrzycki, Jeremias Enrique. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Biotecnología; Argentina. Biocódices; ArgentinaFil: Di Rienzo, Julio Alejandro. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Agropecuarias. Cátedra de Estadística y Biometría; ArgentinaFil: Quiroz, Facundo Jose. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Balcarce. Laboratorio de Patología Vegetal; ArgentinaFil: Puebla, Andrea Fabiana. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Biotecnología; ArgentinaFil: 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. Laboratorio de Patología Vegetal; ArgentinaFil: Escande, Alberto. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Balcarce. Laboratorio de Patología Vegetal; 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: Paniego, Norma Beatriz. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Biotecnología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; 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; Argentin

Characterization and expression analysis of WRKY genes during leaf and corolla senescence of Petunia hybrida plants

Several families of transcription factors (TFs) control the progression of senescence. Many key TFs belonging to the WRKY family have been described to play crucial roles in the regulation of leaf senescence, mainly in Arabidopsis thaliana. However, little is known about senescence-associated WRKY members in floricultural species. Delay of senescence in leaves and petals of Petunia hybrida, a worldwide ornamental crop are highly appreciated traits. In this work, starting from 28 differentially expressed WRKY genes of A. thaliana during the progression of leaf senescence, we identified the orthologous in P. hybrida and explored the expression profiles of 20 PhWRKY genes during the progression of natural (age-related) leaf and corolla senescence as well as in the corollas of flowers undergoing pollination-induced senescence. Simultaneous visualization showed consistent and similar expression profiles of PhWRKYs during natural leaf and corolla senescence, although weak expression changes were observed during pollination-induced senescence. Comparable expression trends between PhWRKYs and the corresponding genes of A. thaliana were observed during leaf senescence, although more divergence was found in petals of pollinated petunia flowers. Integration of expression data with phylogenetics, conserved motif and cis-regulatory element analyses were used to establish a list of candidates that could regulate more than one senescence process. Our results suggest that several members of the WRKY family of TFs are tightly linked to the regulation of senescence in P. hybrida.Fil: Astigueta, Francisco Horacio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; ArgentinaFil: Baigorria, Amilcar H.. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; ArgentinaFil: Garcia, Martín Nahuel. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Delfosse, Verónica Cecilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; ArgentinaFil: González, Sergio A.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Pérez de la Torre, Mariana C.. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación de Recursos Naturales. Instituto de Floricultura; ArgentinaFil: Moschen, Sebastián Nicolás. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional Tucuman-Santiago del Estero. Estación Experimental Agropecuaria Famaillá; ArgentinaFil: Lia, Verónica Viviana. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Heinz, Ruth Amelia. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Fernández, Paula. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Trupkin, Santiago Ariel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación de Recursos Naturales. Instituto de Floricultura; Argentin

Exploring sunflower responses to Sclerotinia head rot at early stages of infection using RNA-seq analysis

Sclerotinia head rot (SHR), caused by the necrotrophic fungus Sclerotinia sclerotiorum, is one of the most devastating sunflower crop diseases. Despite its worldwide occurrence, the genetic determinants of plant resistance are still largely unknown. Here, we investigated the Sclerotinia-sunflower pathosystem by analysing temporal changes in gene expression in one susceptible and two tolerant inbred lines (IL) inoculated with the pathogen under field conditions. Differential expression analysis showed little overlapping among ILs, suggesting genotype-specific control of cell defense responses possibly related to differences in disease resistance strategies. Functional enrichment assessments yielded a similar pattern. However, all three ILs altered the expression of genes involved in the cellular redox state and cell wall remodeling, in agreement with current knowledge about the initiation of plant immune responses. Remarkably, the over-representation of long non-coding RNAs (lncRNA) was another common feature among ILs. Our findings highlight the diversity of transcriptional responses to SHR within sunflower breeding lines and provide evidence of lncRNAs playing a significant role at early stages of defense.Fil: Fass, Mónica Irina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Rivarola, Maximo Lisandro. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Ehrenbolger, Guillermo Federico. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Maringolo, Carla A.. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional Buenos Aires Sur. Estación Experimental Agropecuaria Balcarce; ArgentinaFil: Montecchia, Juan Francisco. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Quiroz, Facundo José. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional Buenos Aires Sur. Estación Experimental Agropecuaria Balcarce; ArgentinaFil: García García, Francisco. Centro de Investigaciones Príncipe Felipe; EspañaFil: Dopazo Blázquez, Joaquín. Hospital Virgen del Rocio; EspañaFil: Hopp, Horacio Esteban. Universidad de Buenos Aires; Argentina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Heinz, Ruth Amelia. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Paniego, Norma Beatriz. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Lia, Verónica Viviana. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentin