Identificación y caracterización de pequeños ARNs regulatorios en la interacción simbiótica entre <i>Phaseolus vulgaris</i> y <i>Rhizobium etli</i>

Abstract

Phaseolus vulgaris es una leguminosa de grano de amplio interés económico y social, la cual establece una interacción simbiótica con la bacteria Rhizobium etli que resulta en la formación de nódulos fijadores de nitrógeno. En esta interacción, las plantas de origen mesoamericano son noduladas preferencial y más eficientemente por cepas de rizobios que son predominantes en la misma región geográfica. Nuestro grupo de investigación ha identificado y caracterizado varios genes involucrados en esta asociación preferencial. En la presente Tesis doctoral nos planteamos como objetivo general identificar y caracterizar a nivel funcional aquellos pequeños ARNs (sARNs) que desempeñan una función en el establecimiento de esta simbiosis eficiente. Se construyeron y secuenciaron bibliotecas de sARNs de raíces inoculadas con cepas de rizobio de alta y baja eficiencia en la nodulación o con el medio de cultivo control utilizando la tecnología Illumina. Se obtuvieron en promedio 28 millones de lecturas por biblioteca, de las cuales aproximadamente el 90 % mapearon al genoma de P. vulgaris. A partir del análisis in silico, se identificaron microARNs (miARNs) conservados y nuevos que muestran cambios en su perfiles de acumulación en respuesta al rizobio. Se seleccionó un miARN conservado, el miR390b, el cual se acumula a mayores niveles en respuesta a la cepa más eficiente. En paralelo, se seleccionó y caracterizó funcionalmente un nuevo miARN diferencial, denominado miR5924, el cual es procesado a partir de la región no traducida del transcripto que codifica para Dicer-like 1 (DCL1). Los resultados obtenidos sugieren que este nuevo miARN cumple una función clave en el establecimiento de la simbiosis. Los resultados obtenidos han permitido avanzar y profundizar el conocimiento acerca de las bases moleculares de la nodulación eficiente. A su vez, los miARNs caracterizados proveen nuevos candidatos a ser utilizados en futuros programas de mejoramiento genético que contribuyan a mejorar la fijación biológica de nitrógeno y la productividad del cultivo de P. vulgaris.