Desarrollo de herramientas genómicas en olivo y aplicación al estudio de la arquitectura

Abstract

Introducción La arquitectura en plantas se define como la organización espacial de las mismas, y ha sido el criterio principal para la clasificación taxonómica de plantas durante mucho tiempo. De forma adicional es importante como carácter agronómico, ya que influye en la idoneidad de una planta para su cultivo, incluyendo el proceso de cosechado y la producción. El olivo (Olea europaea L.) es uno de los cultivos más importantes en España, y presenta la arquitectura clásica de un árbol, lo que hace difícil la mecanización de la recolección. Además el olivo tiene un período juvenil largo. Este estudio se centra en el desarrollo de herramientas genómicas y su uso para la identificación de genes implicados en determinar la arquitectura en olivo, con el objeto de que su conocimiento permita el desarrollo de marcadores moleculares que puedan ayudar en la selección de una arquitectura ideal que reduciría los costes de recolección y de mantenimiento, alargando así el período de rentabilidad económica de plantaciones de olivo en seto. Metodología Se desarrolló un microarray de un solo color a partir de un ensamblaje de secuencias obtenidas por el proyecto OLEAGEN con la contribución de nuestro equipo y descrito en (Muñoz-Mérida et al. 2013). A través de una aproximación en la que se usaron los resultados de distintas hibridaciones del microarray con muestras de meristemos de las variedades parentales y de conjuntos de individuos de las progenies segregantes con fenotipos extremos en arquitectura, se seleccionaron genes candidatos a determinar cuatro fenotipos asociados a la considerada arquitectura ideal para plantación en seto: brotación simple, fenotipo arbustivo, entrenudos cortos y diámetro de tronco pequeño. La anotación funcional de los genes del ensamblaje final, del microarray y de los seleccionados en nuestro estudio como candidatos fue analizada, y en este último caso además se llevaron a cabo análisis de expresión y fenotipado de mutantes en sus ortólogos putativos en Arabidopsis. Resultados y discusión Los análisis llevados a cabo sobre la anotación funcional del ensamblaje obtenido y del los genes incluidos en el microarray apoyan la solidez de las herramientas generadas. Los resultados de las comparaciones devolvieron un total de 2.258 genes candidatos a determinar el fenotipo más deseable para el cultivo en seto. Los análisis de su anotación funcional frente a la del microarray y los análisis estadísticos apoyan la validez de la búsqueda para la identificación de genes implicados en arquitectura. La mitad de estos genes presentaron ortólogos putativos en Arabidopsis lo cual sugiere su conservación funcional. Se estudió la expresión de quince de estos candidatos en olivo, apoyando los resultados obtenidos la validez del microarray, y del análisis llevado a cabo. La mayoría de los mutantes en sus ortólogos putativos en Arabidopsis presentaron fenotipos alterados en arquitectura. De los resultados obtenidos y la información disponible se propone un modelo para el papel de estos genes en la determinación de la arquitectura en olivo. Muñoz-Mérida, A., J. J. González-Plaza, et al. (2013). DNA Research 20(1): 93-108.