Identificación, análisis del perfil transcripcional y estructural de expansinas en la respuesta molecular a inclinación en Pinus radiata D. Don

Abstract

Los efectos climáticos como la lluvia, el viento y nievepueden afectar el desarrollo de las plantas. Al ser sometidas a inclinaciónse observa que las plantas tienen la habilidad de volver a la posición de crecimiento vertical. Producto de las condiciones topográficas y edafoclimáticas en las que el pino radiata crece, especie mayoritariamente cultivada en nuestro país, se genera un porcentaje no menor de madera de baja calidad, denominada madera de compresión. Debido a esto, el estudio del mecanismo molecular que subyace cobra una gran importancia. En los distintos estudios realizados hasta la fecha, se han identificados genes que codifican proteínas llamadas expansinas, las cuales han demostrado que están involucradas en procesos de expansión celular entre otros procesos de desarrollo de organismos vegetales. Por lo tanto, con el fin de aportar nuevos antecedentes en relación a estas proteínas en el fenómeno de respuesta a inclinación en plántulas de pino radiata, seanalizaron bibliotecas obtenidas por secuenciación de ARN (RNAseq) a distintos tiempos de inclinación, desde las cuales se logró identificar 22secuencias como putativas expansinas,las cuales podrían estar participando en el proceso de reorientación de plántulas expuestas a inclinación. Con la finalidad de validar estas secuencias y tener una primera aproximación sobre si están involucradas en este fenómeno,se evaluó el perfil transcripcional de 6 genes codificantes para estas expansinas durante la respuesta a inclinación mediante ensayos qPCR, los resultados mostraron una mayor expresión en la zona inferior de tallos inclinados y la represión de un gen de expansina bajo el estímulogravitrópico.Adicionalmente, la secuencia que presento los mayores niveles de acumulación relativa y presentaba un alto nivel de identidad a expansina tipo alfa, fue modelada tridimensionalmente con la finalidad de determinar si posee los motivos estructurales característicos de estas proteínas, los resultados mostraron que PrEXPA4 presenta una estructura terciaria, compuesta por 2 dominios altamente conservados con un surco abierto entre ambos, 6 cisteínas que forman enlaces disulfuro y el motivo característico compuesto por los aminoácidos His- Phe-Asp (HFD)./ABSTRACT: Climatic effects such as rain, wind and snow can affect the development of plants. When subjected to inclination it is observed that plants have the ability to reposition vertical growth. Product of the topographical and soil and climate conditions in which the radiata pine grows, species mostly grown in our country, no small percentage of low-quality wood, called compression wood is generated. Because of this, the study of the molecular mechanism underlying becomes very important. Therefore, in order to provide new data relating to these proteins in the phenomenon of response inclination ofradiata pine seedlings, libraries obtained by sequencing of RNA (RNAseq) at different times of inclination were analyzed, from which was able to identify 22 putative sequences as expansins, which could be involved in the process of reorientation of seedlings exposed to tilt. In order to validate these sequences and a first approximation of whether they are involved in this phenomenon, a transcriptomic profiling of 6 genes coding for such Expansins assessed for response to tilt by qPCR assays, the results showed increased expression in the lower side of stem and repression of a gene under the gravitropic stimulus. In addition, the sequence that showed the highest levels of accumulation on and had a high level of identity to an alpha expansin, was modeled three-dimensionally in order to determine whether it exhibits the characteristic structural motifs of these proteins, the results showed that PrEXPA4 has a tertiary structure, consisting of two highly conserved domains with an open groove between them, six cysteines which form disulfide bonds and motif composed of His-Phe-Asp amino acids (HFD).