Caracterización genómica de factores de transcripción GRAS en el maní (Arachis hypogaea) y especies silvestres relacionadas

Abstract

El maní (Arachis hypogaea) es una de las leguminosas cultivadas más importantes del mundo y la Argentina es uno de sus principales exportadores. Sin embargo, la potencialidad productiva de este cultivo está comprometida debido a la susceptibilidad que presenta a múltiples estreses bióticos y abióticos. La reciente disponibilidad de datos genómicos y transcriptómicos de diferentes cultivares de A. hypogaea (AABB, 2n=2x=40) y de sus progenitores diploides (Arachis duranensis y Arachis ipaënsis) brinda la posibilidad realizar aproximaciones que pueden ayudar a comprender la regulación de diversos caracteres de interés para el mejoramiento de este cultivo. La familia de genes GRAS codifica para un grupo de factores de transcripción identificados en diversas especies vegetales, los cuales son cruciales para la regulación de múltiples procesos fisiológicos y de respuesta a estrés. En este trabajo se realizó un análisis bioinformático exhaustivo de datos genómicos y transcriptómicos para la caracterización estructural, evolución molecular y perfiles de expresión de la familia génica GRAS en A. hypogaea, con el fin de proporcionar nueva información que permita una mejor comprensión de las características funcionales y patrones evolutivos de estos elementos. En total se identificaron 105 genes GRAS en el genoma de A. hypogaea, la mayoría de ellos desprovistos de intrones. Los mismos se agruparon en 13 subfamilias, definidas por los patrones de distribución de los motivos proteicos y por sus estructuras génicas. Los análisis de sintenia entre los subgenomas A y B del cultivo y los genomas de sus parentales diploides mostraron una alta conservación estructural de los genes GRAS. Se detectaron dos deleciones génicas en el maní cultivado gracias a las comparaciones entre los progenitores diploides y el tetraploide. A su vez, los perfiles de expresión fueron similares a nivel de los pares homeólogos. Esto sugiere que la alopoliploidización no habría desencadenado cambios estructurales y funcionales significativos en la familia GRAS. La presencia de elementos reguladores en cis, el análisis de perfiles de expresión y la red de interacciones proteína-proteína sugirieron que los genes GRAS participan en una gran variedad de procesos fisiológicos en A. hypogaea, como son la respuesta a hormonas, respuesta a estrés, nodulación, crecimiento y desarrollo, muchos de ellos de gran importancia agronómica. Los resultados aquí obtenidos constituyen la primera documentación sistematizada de familia génica de los factores de transcripción GRAS en Arachis. Esto permitió indagar en los patrones de evolución genómica en el maní y los efectos de la alopoliploidía, pero también constituyen la base para la comprensión de la regulación génica de numerosos mecanismos de interés para abordar en el mejoramiento genético del cultivo.