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Brachypodium distachyón

Brachypodium distachyon , comúnmente llamado bromo falso púrpura [1] o bromo rígido , [2] es una especie de pasto originaria del sur de Europa , el norte de África y el suroeste de Asia , al este de la India . Está relacionado con las principalesespecies de cereales: trigo , cebada , avena , maíz , arroz , centeno , sorgo y mijo . Tiene muchas cualidades que lo convierten en un excelente organismo modelo para la investigación de genómica funcional en pastos templados, cereales y cultivos dedicados a biocombustibles como el pasto varilla . Estos atributos incluyen accesiones diploides de genoma pequeño (~ 270 Mbp), una serie de accesiones poliploides , una estatura física pequeña, autofertilidad, un ciclo de vida corto, requisitos de crecimiento simples y un sistema de transformación eficiente. El genoma de Brachypodium distachyon (línea endogámica diploide Bd21) ha sido secuenciado y publicado en Nature en 2010. [3]

Organismo modelo

Aunque Brachypodium distachyon tiene poca o ninguna importancia agrícola directa , tiene varias ventajas como organismo modelo experimental para comprender la biología genética , celular y molecular de los pastos templados . El tamaño relativamente pequeño de su genoma lo hace útil para el mapeo y la secuenciación genética . Además, sólo ~21% del genoma de Brachypodium consta de elementos repetitivos, en comparación con el 26% en el arroz y ~80% en el trigo, lo que simplifica aún más el mapeo y la secuenciación genética. [3] Con aproximadamente 272 millones de pares de bases y cinco cromosomas , tiene un genoma pequeño para una especie de pasto. El pequeño tamaño de Brachypodium distachyon (15 a 20 cm) y su rápido ciclo de vida (ocho a doce semanas) también son ventajosos para fines de investigación. [4] Para las accesiones de floración temprana, pueden pasar tan solo tres semanas desde la germinación hasta la floración (bajo un fotoperíodo inductivo apropiado ). El pequeño tamaño de algunas accesiones las hace convenientes para el cultivo en un espacio reducido. Como maleza, crece fácilmente sin condiciones de cultivo especializadas.

Este Brachypodium está emergiendo como un modelo poderoso con una comunidad de investigación en crecimiento. La Iniciativa Internacional Brachypodium (IBI) celebró su primera reunión y taller sobre genómica en la conferencia PAG XIV en San Diego, California , en enero de 2006. El objetivo de la IBI es promover el desarrollo de B. distachyon como sistema modelo y desarrollará y distribuir recursos genómicos, genéticos y bioinformáticos , como genotipos de referencia , bibliotecas BAC, marcadores genéticos, mapeo de poblaciones y una base de datos de secuencias del genoma. Recientemente, se han desarrollado sistemas eficientes de transformación mediada por Agrobacterium para una variedad de genotipos de Brachypodium , [5] [6] [7], lo que permite el desarrollo de colecciones de mutantes de ADN-T . [6] [8] [9] La caracterización y distribución de las líneas de inserción de ADN-T se ha iniciado para facilitar la comprensión de la función genética en los pastos. [10]

A estas alturas, Brachypodium distachyon se ha consolidado como una herramienta importante para la genómica comparada . [11] Ahora está emergiendo como un modelo para las enfermedades de las plantas de cultivo, facilitando la transferencia de conocimientos sobre la resistencia a las enfermedades del modelo al cultivo. [12] Brachypodium distachyon también se está convirtiendo en un sistema modelo útil para estudios de biología evolutiva del desarrollo , en particular para contrastar los mecanismos genéticos moleculares con sistemas modelo de dicotiledóneas, en particular Arabidopsis thaliana . [13] El hallazgo de una mayor diversidad genética en las poblaciones del este de la Península Ibérica que se encuentran en suelos básicos sugiere que estas poblaciones pueden adaptarse mejor que las que se encuentran en las zonas occidentales de la Península Ibérica, donde los suelos son más ácidos y acumulan iones de Al tóxicos. [14]

Notas

  1. ^ USDA, NRCS (sin fecha). "Brachypodium distachyon". La base de datos PLANTS (plants.usda.gov) . Greensboro, Carolina del Norte: Equipo Nacional de Datos de Plantas . Consultado el 10 de enero de 2016 .
  2. ^ Lista BSBI 2007 (xls) . Sociedad Botánica de Gran Bretaña e Irlanda . Archivado desde el original (xls) el 26 de junio de 2015 . Consultado el 17 de octubre de 2014 .
  3. ^ ab La Iniciativa Internacional Brachypodium (2010). "Secuenciación del genoma y análisis del pasto modelo Brachypodium distachyon". Naturaleza . 463 (7282): 763–8. Código Bib :2010Natur.463..763T. doi : 10.1038/naturaleza08747 . PMID  20148030.
  4. ^ Li, Chuan; Rudi, Heidi; Stockinger, Eric J.; Cheng, Hongmei; Cao, Moju; Fox, Samuel E.; Mockler, Todd C.; Westereng, Bjørge; Fjellheim, Siri; Rognli, Odd Arne; Sandve, Simen R. (2012). "Los análisis comparativos revelan usos potenciales de Brachypodium distachyon como modelo para las respuestas al estrés por frío en pastos templados". BMC Planta Biol . 12 (65): 65. doi : 10.1186/1471-2229-12-65 . PMC 3487962 . PMID  22569006. 
  5. ^ Vogel, John P.; Garvin, David F.; Leong, Oymon M.; Hayden, Daniel M. (2006). " Transformación mediada por Agrobacterium y desarrollo de líneas endogámicas en el pasto modelo Brachypodium distachyon ". Cultivo de células, tejidos y órganos vegetales . 84 (2): 100179–91. doi :10.1007/s11240-005-9023-9. S2CID  23419929.
  6. ^ ab vano, Philippe; Worland, Bárbara; Thole, Vera; McKenzie, Neil; Alves, Silvia C.; Opanowicz, Magdalena; Pescado, Lesley J.; Bevan, Michael W.; Snape, John W. (2008). "Transformación mediada por Agrobacterium del pasto templado Brachypodium distachyon (genotipo Bd21) para mutagénesis por inserción de ADN-T". Revista de Biotecnología Vegetal . 6 (5): 236–45. doi : 10.1111/j.1467-7652.2007.00308.x . PMID  18004984.
  7. ^ Alves, Sílvia C; Worland, Bárbara; Thole, Vera; Snape, John W; Bevan, Michael W; Vano, Philippe (2009). "Un protocolo para la transformación mediada por Agrobacterium de la línea estándar comunitaria Bd21 de Brachypodium distachyon ". Protocolos de la Naturaleza . 4 (5): 638–49. doi :10.1038/nprot.2009.30. PMID  19360019. S2CID  21608193.
  8. ^ Thole, Vera; Alves, Sílvia C; Worland, Bárbara; Bevan, Michael W; Vano, Philippe (2009). "Un protocolo para recuperar y caracterizar eficientemente etiquetas de secuencia flanqueante (FST) en mutantes de inserción de ADN T de Brachypodium distachyon ". Protocolos de la Naturaleza . 4 (5): 650–61. doi :10.1038/nprot.2009.32. PMID  19360020. S2CID  24001172.
  9. ^ Thole, Vera; Peraldi, Antoine; Worland, Bárbara; Nicholson, Pablo; Doonan, John H.; Vano, Philippe (2012). "Mutagénesis del ADN T en Brachypodium distachyon". J Exp Bot . 63 (2): 567–76. doi : 10.1093/jxb/err333 . PMID  22090444.
  10. ^ Thole, Vera; Worland, Bárbara; Wright, Jonathan; Bevan, Michael W.; Vano, Philippe (2010). "Distribución y caracterización de más de 1000 etiquetas de ADN-T en el genoma de la línea estándar Bd21 de la comunidad Brachypodium distachyon". Revista de Biotecnología Vegetal . 8 (6): 734–47. doi : 10.1111/j.1467-7652.2010.00518.x . PMID  20374523.
  11. ^ Huo, Naxin; Vogel, Juan P.; Lazo, Gerard R.; usted, Frank M.; Mamá, Yaqin; McMahon, Stephanie; Dvorak, enero; Anderson, Olin D.; Luo, Ming-Cheng; Gu, Yong Q. (2009). "Caracterización estructural del genoma de Brachypodium y su relación sinténica con arroz y trigo". Planta Mol Biol . 70 (1–2): 47–61. doi : 10.1007/s11103-009-9456-3 . PMID  19184460.
  12. ^ Goddard, Raquel; Peraldi, Antoine; Ridout, Chris; Nicholson, Paul (2014). "La resistencia mejorada a las enfermedades causada por la mutación BRI1 se conserva entre Brachypodium distachyon y la cebada (Hordeum Vulgare)". Interacción entre microbios y plantas Mol . 27 (10): 1095-1106. doi : 10.1094/MPMI-03-14-0069-R . PMID  24964059.
  13. ^ Pacheco-Villalobos, David; Sankar, Marcial; Ljung, Karin; Hardtke, Christian S. (2013). "La alteración de la homeostasis local de las auxinas mejora la anisotropía celular y revela un cableado alternativo de la diafonía de auxina-etileno en las raíces seminales de Brachypodium distachyon". PLOS Genética . 9 (6): e1003564. doi : 10.1371/journal.pgen.1003564 . PMC 3688705 . PMID  23840182. 
  14. ^ Marqués, Isabel; Shiposha, Valeria; López-Álvarez, Diana; Manzaneda, Antonio J.; Hernández, Pilar; Olonova, Marina; Catalán, Pilar (2017-06-15). "El aislamiento ambiental explica la diversidad genética ibérica en el pasto modelo altamente homocigótico Brachypodium distachyon". Biología Evolutiva del BMC . 17 (1): 139. Código bibliográfico : 2017BMCEE..17..139M. doi : 10.1186/s12862-017-0996-x . ISSN  1471-2148. PMC 5472904 . PMID  28619047. 

Referencias

enlaces externos

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