Bogotá - Ciencias - Doctorado en Ciencias - Biología · 2025

Arquitectura genética de la respuesta al anegamiento en cultivares amazónicos de yuca, integración de enfoques de transcriptómica y mapeo por asociación

La yuca (Manihot esculenta Crantz), domesticada en la Amazonía hace ~10.000 años, es un cultivo básico para al menos 500 millones de personas en los trópicos. Aunque tolera sequía y suelos infertiles, es sensible al anegamiento. Este estudio caracterizó las bases fisiológicas, genéticas y transcriptómicas de la respuesta al anegamiento en una colección diversa de genotipos amazónicos. Una evaluación preliminar con 37 genotipos (28 días de anegamiento) mostró deterioro del PSII desde el día 16 y alta mortalidad post-día 23. Los genotipos con mayor supervivencia desarrollaron adaptaciones morfo-anatómicas (raíces adventicias, lenticelas hipertróficas, aerénquima secundario), sugiriendo su asociación con la tolerancia. Posteriormente, 121 genotipos fueron sometidos a 16 días de anegamiento, evaluando parámetros fotoquímicos, vigor, crecimiento y redistribución de biomasa. Los genotipos más tolerantes presentaron una mayor eficiencia fotoquímica (Fv/Fm > 0.7), turgencia foliar (RWC > 68%) y capacidad de redistribuir biomasa hacia órganos aéreos. Además, los genotipos que desarrollaron modificaciones morfo-anatómicas (48,8%) mostraron mayor tolerancia y turgencia que aquellos sin ellas (35,5%). La arquitectura genética de la respuesta resultó compleja, con 160 genes candidatos identificados. Genes asociados al metabolismo de carbohidratos y la remodelación de la pared celular estuvieron vinculados al desempeño foliar y al desarrollo de modificaciones morfo-anatómicas, mientras que la preservación de raíces se relacionó con genes involucrados en homeostasis de ROS, reparación del DNA y proteólisis. Se destacó un hotspot en el cromosoma 6, donde el gen Manes.06G141300 (PGM) emerge como regulador central del metabolismo de carbohidratos. Dentro de este locus, los SNPs S06_27038808, S06_26994866 y S06_26922476 se asociaron fuertemente con el desempeño foliar, explicando el 7.73%, 14.25% y 25.71% de la varianza fenotípica, respectivamente. A nivel transcriptómico, se evaluaron dos genotipos con respuestas contrastantes (AMD y L11). Hojas y raíces fueron colectadas a los cuatro días de anegamiento, momento en que se detectó el inicio de la respuesta fisiológica (disminución de gs). Se detectaron 1084 genes con expresión diferencial. El genotipo tolerante mostró una reprogramación robusta: en raíces activó vías de regeneración energética y metabolismo de poliaminas, mientras que en hojas indujo acuaporinas y genes de síntesis de aminoácidos osmoprotectores, contribuyendo a mantener el estatus hídrico foliar. La integración de los resultados de asociación genética y expresión diferencial permitió identificar a Manes.06G141300 (PGM) y Manes.09G042700 (TPX2) como candidatos prioritarios para futuras validaciones funcionales. Se concluye que la tolerancia al anegamiento en la yuca es un rasgo poligénico, gobernado primordialmente por la conservación del estado hídrico y una reprogramación metabólica coordinada entre órganos. (Texto tomado de la fuente)

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