Temporal and spatial expression of genes involved in DNA methylation during reproductive development of sexual and apomictic Eragrostis curvula

Autor: Lorena Adelina Siena, Juan Pablo A. Ortiz, Juan Manuel Rodrigo, Viviana Echenique, Juan Pablo Selva, Ingrid Garbus, D. Zappacosta, José R. Romero, Silvina Claudia Pessino, Olivier Leblanc
Přispěvatelé: Universidad Nacional del Sur [Argentina] (UNS), Facultad de Ciencias Agrarias [Zavalla] (FCAGR), Universidad Nacional de Rosario [Santa Fe], Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida [Bahía Blanca] (CERZOS), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas [Buenos Aires] (CONICET)-Universidad Nacional del Sur [Argentina] (UNS), Diversité, adaptation, développement des plantes (UMR DIADE), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])
Rok vydání: 2017
Předmět:
0301 basic medicine
EXPRESSION
Candidate gene
Genotype
Science
[SDV.BDLR.RA]Life Sciences [q-bio]/Reproductive Biology/Asexual reproduction
Arabidopsis
Asexual reproduction
Flowers
Biology
Genes
Plant
Zea mays
Article
03 medical and health sciences
APOMIXIS
Gene Expression Regulation
Plant
Apomixis
[SDV.BBM.GTP]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry
Molecular Biology/Genomics [q-bio.GN]
Ovule
Gene
DNA METHYLATION
2. Zero hunger
Plant evolution
Genetics
Multidisciplinary
Agricultura
Gene Expression Profiling
Reproduction
food and beverages
15. Life on land
[SDV.BV.BOT]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology/Botanics
DNA Methylation
biology.organism_classification
ERAGROSTIS CURVULA
030104 developmental biology
CIENCIAS AGRÍCOLAS
DNA methylation
purl.org/becyt/ford/4.1 [https]
Mutation
Seeds
Medicine
Agricultura
Silvicultura y Pesca
purl.org/becyt/ford/4 [https]
Zdroj: Scientific Reports
CONICET Digital (CONICET)
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
instacron:CONICET
Scientific Reports, Vol 7, Iss 1, Pp 1-11 (2017)
Scientific Reports, 2017, 7, pp.15092. ⟨10.1038/s41598-017-14898-5⟩
Scientific Reports, Nature Publishing Group, 2017, 7, pp.15092. ⟨10.1038/s41598-017-14898-5⟩
ISSN: 2045-2322
Popis: Recent reports in model plant species have highlighted a role for DNA methylation pathways in the regulation of the somatic-to-reproductive transition in the ovule, suggesting that apomixis (asexual reproduction through seeds) likely relies on RdDM downregulation. Our aim was therefore to explore this hypothesis by characterizing genes involved in DNA methylation in the apomictic grass Eragrostis curvula. We explored floral transcriptomes to identify homologs of three candidate genes, for which mutations in Arabidopsis and maize mimic apomixis (AtAGO9/ZmAGO104, AtCMT3/ZmDMT102/ZmDMT105, and AtDDM1/ZmCHR106), and compared both their spatial and temporal expression patterns during reproduction in sexual and apomictic genotypes. Quantitative expression analyses revealed contrasting expression patterns for the three genes in apomictic vs sexual plants. In situ hybridization corroborated these results for two candidates, EcAGO104 and EcDMT102, and revealed an unexpected ectopic pattern for the AGO gene during germ line differentiation in apomicts. Although our data partially support previous results obtained in sexual plant models, they suggest that rather than an RdDM breakdown in the ovule, altered localization of AtAGO9/ZmAGO104 expression is required for achieving diplospory in E. curvula. The differences in the RdDM machinery acquired during plant evolution might have promoted the emergence of the numerous apomictic paths observed in plants. Fil: Selva, Juan Pablo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Biología, Bioquímica y Farmacia; Argentina Fil: Siena, Lorena Adelina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Investigaciones en Ciencias Agrarias de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Investigaciones en Ciencias Agrarias de Rosario; Argentina Fil: Rodrigo, Juan Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Agronomía; Argentina Fil: Garbus, Ingrid. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Ciencias de la Salud; Argentina Fil: Zappacosta, Diego Carlos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Agronomía; Argentina Fil: Romero, José Rodolfo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; Argentina Fil: Ortiz, Juan Pablo Amelio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Investigaciones en Ciencias Agrarias de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Investigaciones en Ciencias Agrarias de Rosario; Argentina Fil: Pessino, Silvina Claudia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Investigaciones en Ciencias Agrarias de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Agrarias. Instituto de Investigaciones en Ciencias Agrarias de Rosario; Argentina Fil: Leblanc, O.. Universidad de Montpellier; Alemania Fil: Echenique, Carmen Viviana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Agronomía; Argentina
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