Análisis transcriptómico de los mecanismos moleculares de lignificación y estrés hídrico en melina (Gmelina arborea Roxb)
Fecha
2017-06-28Autor(es)
Yaya Lancheros, Mary LuzDirector(es)
Terán Pérez, WilsonEvaluador(es)
Mejía Guerra, María KatherineMendu, Venugopal
Caro Quintero, Alejandro
Quimbaya Gómez, Mauricio
Carrer, Helaine
Publicador
Pontificia Universidad Javeriana
Facultad
Facultad de Ciencias
Programa
Doctorado en Ciencias Biológicas
Título obtenido
Doctor en Ciencias Biológicas
Tipo
Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Doctorado
COAR
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Citación
Documentos PDF
Título en inglés
Transcriptomic analysis of the molecular mechanisms of lignification and water stress in melina (Gmelina arborea Roxb)Resumen
Gmelina arborea es una especie de importancia comercial. En Colombia, las plantaciones se encuentran principalmente en la región caribe, zona caracterizada por la presencia de dos periodos de sequía al año.
Para ampliar el conocimiento sobre los mecanismos de respuesta a estrés hídrico en melina, se realizó un análisis de expresión diferencial a partir de datos previamente obtenidos para la especie. Se evaluaron cuatro métodos de ensamble de novo; una estrategia de metaensamble fue seleccionada como la más adecuada. El transcriptoma fue anotado y se identificaron marcadores SSRs con predominancia de las repeticiones de dinucleótidos AT y AG.
Los análisis de expresión diferencial entre raíces estresadas y no estresadas, indicaron activación de genes de las vías dependientes e independientes de ABA. Algunos genes pertenecían a la vía de los monolignoles lo que evidencia cambios en la formación de lignina bajo condiciones de estrés.
La lignificación está relacionada con procesos de formación de madera y con mecanismos de respuesta a estrés. Con el fin de obtener conocimiento relacionado con los genes involucrados en biosíntesis y regulación de las vías de lignificación en melina, se empleó una aproximación de RNA-seq. El ARN proveniente de árboles jóvenes fue secuenciado y las lecturas fueron ensambladas en 110.992 transcritos. Se anotaron 49.364 transcritos correspondientes a 5071 categorías ontológicas y 10.256 transcritos fueron asignados a 130 vías metabólicas KEGG.
Se identificaron 20954 genes diferencialmente expresados entre hoja y tallo, de los cuales se validaron siete por qRT-PCR. Adicionalmente se analizó el perfil de ARNs pequeños expresados en xilema secundario.
Abstract
Gmelina arborea is a species of commercial importance. In Colombia, plantations are mainly found in the Caribbean region, an area characterized by the presence of two drought periods per year.
To increase the knowledge about the mechanisms of response to water stress in melina, differential expression analysis was done using data previously obtained for the same species. Four de novo assembly methods were evaluated; a strategy of meta-assembly was selected as the most appropriate. The transcriptome was annotated and SSRs with AT and AG predominant repeats were identified.
Differential expression analyzes between stressed and non-stressed roots indicated activation of genes of ABA-dependent and independent pathways. Some genes belong to the monolignol pathway, which is indicative of changes in the formation of lignin under stress conditions.
Lignification is related to processes of wood formation and mechanisms of stress response. An RNAseq approach was used to obtain knowledge related to genes involved in biosynthesis and regulation of lignification pathways in melina. RNA from young trees was sequenced and reads were assembled into 110.992 transcripts. 49.364 transcripts were annotated corresponding to 5071 ontological categories and 10.256 transcripts were assigned to 130 metabolic pathways KEGG. 20954 genes were identified as differentially expressed between leaf and stem, seven of them were validated by qRT-PCR. Additionally, a profile of small ARNs expressed in secondary xylem was analyzed.
Palabras clave
Gmelina arboreaTranscriptoma
Estrés hídrico
Formación de madera
Lignificación
RNA-Seq
Expresión diferencial de genes
Keywords
Gmelina arboreaTranscriptome
Water stress
Wood development
Lignification
RNA-seq
Differential expression of genes
Cobertura espacial
ColombiaTemas
Doctorado en ciencias biológicas - Tesis y disertaciones académicasGmelina arborea
Lignina - Colombia
Madera
ARN
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