Título :	Estudio molecular del efecto de la temperatura de almacenamiento pre-siembra en el perfil transcriptómico de ajo (Allium sativum L.) CV. 'coreano'
Autor(es):	Teresita Guevara Figueroa
Palabras clave:	Abiotic environmental factors Ajo Crecimiento de cultivo Crop growth Factores ambientales abióticos Garlic
Área:	BIOLOGÍA Y QUÍMICA
Fecha de publicación :	may-2015
Facultad:	Facultad de Química
Programa académico:	Doctorado en Ciencias de los Alimentos
Resumen:	El ajo es una planta anual que se propaga de forma agámica. La parte más importante comercialmente es el bulbo, cuya calidad está definida por su tamaño, firmeza, color, forma regular, número de dientes, ausencia de rebrotes y defectos. Estos parámetros están correlacionados con factores ambientales como la luz y la temperatura; por lo tanto para un buen desarrollo del bulbo, se requiere una apropiada secuencia de temperaturas y fotoperiodos durante el ciclo de cultivo. Diversos autores recomiendan refrigerar la "semilla" antes de la siembra para obtener un producto de buena calidad. El Laboratorio de Fisiología y Bioquímica Poscosecha de frutas y hortalizas de la UAQ; ha determinado que el almacenamiento de la 'semilla' de ajo 'Coreano' a 5°C durante 5 ó 6 semanas adelanta la cosecha hasta 60 días, asegurando una completa formación de bulbos. Se ha observado sobreexpresión de genes relacionados con el metabolismo de fructanos y fenilpropanoides, y se ha indicado un aumento en la producción de fenoles y antocianinas. El objetivo de este trabajo fue generar un perfil transcriptómico que permita dilucidar el efecto que ejerce la baja temperatura de almacenamiento antes de la siembra, en la expresión de genes involucrados en el desarrollo de los bulbos de ajo. Para ello, después de tres semanas de almacenamiento a 5 °C (5C) y temperatura ambiente (TA) se tomaron muestras de brotes de los dientes semilla para realizar una hibridación sustractiva bajo condiciones de supresión (SSH), obteniéndose 32 y 62 secuencias expresadas (EST, expressed sequence tag) para 5 °C y TA respectivamente. La comparación en bases de datos indicó una homología con 18 genes que codifican para las siguientes proteínas: proteína hipotética SORBIDRAFT, sacarosa:sacarosa 1-fructosiltransferasa (1-SST), proteína putativa regulada por el frío (PCRP), proteína de regulación de la floración FRIGIDA, cisteína sintasa (CSGCS3), transportador de azúcar (ST) y NADH deshidrogenasa subunidad 4. Para conocer el nivel de expresión de estos genes durante las cinco semanas de almacenamiento y durante el desarrollo del cultivo se realizaron RT-PCRs para cada EST. Los resultados indicaron una mayor expresión de SORBIDRAFT, 1-SST, CSGCS3, PAL y NADH durante el almacenamiento a 5 °C. Por el número de transcritos obtenidos con homología con SORBIDRAFT y la importancia de la 1-SST en la síntesis de fructanos y PAL en la ruta de los fenilpropanoides, se realizó una PCR cuantitativa (qPCR), confirmando la diferencia de expresión de esos genes. Un estudio de secuenciación masiva (RNA-seq) de los brotes del diente `semilla¿ en la semana cinco de almacenamiento, generó 483,128 transcritos para ambas condiciones de almacenamiento, de los cuales, 7,033 se expresaron diferencialmente; 49.14 % de ellos se sobre expresaron y 50.86 % fueron reprimidos en la condición de 5 °C. Garlic is a biennial plant that spreads so agamic. Its most important part is the bulb, whose quality is defined by its size, firmness, color, regular, number of teeth, lack of volunteers and defects. These parameters are correlated with environmental factors such as light and temperature. A proper bulb development requires an appropriate sequence of temperatures and photoperiods during the growing season; some authors recommend refrigerating the 'seed' before planting to obtain a good quality product. The Laboratory of Postharvest Physiology and Biochemistry of Fruit and Vegetables in the UAQ; has determined that the storage of the "seed" garlic 'Korean' to 5 ° C for 5 or 6 weeks ahead the harvest up to 60 days, ensuring better bulb formation. It has been observed overexpression of genes related to fructan and phenylpropanoids metabolism, and indicated an increase in the production of phenols and anthocyanins. The aim of this work was generate a transcriptome allowing elucidate the effect that low temperature storage before planting, in the expression of genes involved in the development of garlic bulbs. For this, after three weeks storage at 5 ° C [5C] and room temperature [RT] clove 'seed' samples were taken for hybridization under conditions of suppression subtractive (SSH) to yield 32 and 62 expressed sequence (EST, expressed sequence tag) to 5 ° C and RT respectively. The comparison database indicated homology with 18 genes which encode the following proteins: 0057s002150 SORBIDRAFT_ hypothetical protein, sucrose: sucrose 1-fructosyltransferase (1-SST), putative cold-regulated protein (PCRP), flowering regulation protein FRIGIDA, cysteine synthase GCS3, sugar transporter (ST), and NADH dehydrogenase subunit 4. To determine the level of expression of these genes during the five weeks of storage under both temperature conditions, oligonucleotides were designed from the sequences of the genes selected, and RTPCRs were performed for each EST. The results indicated increased expression of SORBIDRAFT, 1-SST, CSGCS3, PAL and NADH dehydrogenase 4 on 5C than RT. Due the importance of the numbers of ESTs with homology to SORBIDRAFT, 1-SST participation on fructan biosynthesis, and PAL on phenylpropanoids pathway, a RTqPCR was performed, confirming the different expressed genes aforementioned. A massive sequencing analysis (RNA-seq) was realized to the buds at the fifth week of storing, generating 483,128 contigs for both storage conditions, of which, 7,033 were differential expressed: 49.14 % of them were overexpressed and 50.86% underexpressed at 5 °C.
URI:	http://ri-ng.uaq.mx/handle/123456789/680
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