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Brachypodium distachyon

Brachypodium distachyon , comúnmente llamado bromo falso púrpura [ 1 ] o bromo rígido , [ 2 ] es una especie de gramínea nativa del sur de Europa , el norte de África y el suroe...

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

Organismo modelo

Aunque B. distachyon tiene poca o ninguna importancia agrícola directa , tiene varias ventajas como organismo modelo experimental para comprender la biología genética , celular y molecular de las gramíneas templadas . El tamaño relativamente pequeño de su genoma lo hace útil para el mapeo y la secuenciación genética . Además, solo ~21% del genoma de Brachypodium consiste en 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 con cinco cromosomas , tiene un genoma pequeño para una especie de gramínea. El pequeño tamaño de B. distachyon (15–20 cm) y su rápido ciclo de vida (de ocho a doce semanas) también son ventajosos para fines de investigación. [ 4 ] Para accesiones de floración temprana, puede tomar tan solo tres semanas desde la germinación hasta la floración (bajo un fotoperíodo inductivo apropiado ). El pequeño tamaño de algunas accesiones hace que sea conveniente para el cultivo en un espacio pequeño. Como mala hierba , crece fácilmente sin necesidad de condiciones de cultivo especializadas. 

B. distachyon está emergiendo como un modelo poderoso con una creciente comunidad de investigación. La Iniciativa Internacional Brachypodium (IBI) celebró su primera reunión y taller de 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 distribuirá recursos genómicos, genéticos y bioinformáticos tales como genotipos de referencia , bibliotecas BAC, marcadores genéticos, poblaciones de mapeo y una base de datos de secuencias del genoma. Recientemente, se han desarrollado sistemas de transformación eficientes mediados por Agrobacterium para una variedad de genotipos de Brachypodium , [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] permitiendo el desarrollo de colecciones de mutantes T-DNA . [ 6 ] [ 8 ] [ 9 ] Se ha iniciado la caracterización y distribución de líneas de inserción T-DNA para facilitar la comprensión de la función génica en gramíneas. [ 10 ]

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

Notas

  1. ↑ NRCS . " Brachypodium distachyon " . Base de datos PLANTS . Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA) . Consultado el 10 de enero de 2016 .
  2. ↑ Lista BSBI 2007 (xls) . Sociedad Botánica de Gran Bretaña e Irlanda . Archivado del original (xls) el 26-06-2015 . Recuperado el 17-10-2014 .
  3. 1 2 La Iniciativa Internacional Brachypodium (2010). "Secuenciación y análisis del genoma de la gramínea modelo Brachypodium distachyon " . Nature . 463 (7282): 763–8 . Bibcode : 2010Natur.463..763T . doi : 10.1038/nature08747 . 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 la gramínea modelo Brachypodium distachyon ". Plant Cell, Tissue and Organ Culture . 84 (2): 100179– 91. doi : 10.1007/s11240-005-9023-9 . S2CID 23419929 . 
  6. 1 2 Vain, Philippe; Worland, Barbara; Thole, Vera; McKenzie, Neil; Alves, Silvia C.; Opanowicz, Magdalena; Fish, Lesley J.; Bevan, Michael W.; Snape, John W. (2008). " Transformación mediada por Agrobacterium de la gramínea templada Brachypodium distachyon (genotipo Bd21) para mutagénesis insercional de T-DNA" . Plant Biotechnology Journal . 6 (5): 236– 45. doi : 10.1111/j.1467-7652.2007.00308.x . PMID 18004984 . 
  7. ↑ Alves, Sílvia C; Worland, Barbara; Thole, Vera; Snape, John W; Bevan, Michael W; Vain, Philippe (2009). "Un protocolo para la transformación mediada por Agrobacterium de la línea estándar de la comunidad Bd21 de Brachypodium distachyon ". Nature Protocols . 4 (5): 638– 49. doi : 10.1038/nprot.2009.30 . PMID 19360019 . S2CID 21608193 .  
  8. ↑ Thole, Vera; Alves, Sílvia C; Worland, Barbara; Bevan, Michael W; Vain, Philippe (2009). "Un protocolo para recuperar y caracterizar eficientemente las etiquetas de secuencia flanqueante (FST) en mutantes de inserción de T-DNA de Brachypodium distachyon ". Nature Protocols . 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, Barbara; Wright, Jonathan; Bevan, Michael W.; Vain, Philippe (2010). "Distribución y caracterización de más de 1000 etiquetas T-DNA en el genoma de la línea estándar comunitaria Bd21 de Brachypodium distachyon " . Plant Biotechnology Journal . 8 (6): 734– 47. doi : 10.1111/j.1467-7652.2010.00518.x . PMID 20374523 . 
  11. ↑ Huo, Naxin; Vogel, John P.; Lazo, Gerard R.; You, Frank M.; Ma, Yaqin; McMahon, Stephanie; Dvorak, Jan; Anderson, Olin D.; Luo, Ming-Cheng; Gu, Yong Q. (2009). "Caracterización estructural del genoma de Brachypodium y su relación sinténica con el arroz y el trigo" . Plant Mol Biol . 70 ( 1–2 ): 47–61 . doi : 10.1007/s11103-009-9456-3 . PMID 19184460 . 
  12. ↑ Goddard, Rachel; Peraldi, Antoine; Ridout, Chris; Nicholson, Paul (2014). "La mayor resistencia a las enfermedades causada por la mutación BRI1 se conserva entre Brachypodium distachyon y la cebada ( Hordeum vulgare )" . Mol Plant Microbe Interact . 27 (10): 1095–1106 . doi : 10.1094/MPMI-03-14-0069-R . PMID 24964059 . 
  13. ↑ Pacheco-Villalobos, David; Sankar, Martial; Ljung, Karin; Hardtke, Christian S. (2013). "La alteración de la homeostasis local de la auxina aumenta la anisotropía celular y revela un cableado alternativo de la comunicación cruzada auxina-etileno en las raíces seminales de Brachypodium distachyon" . PLOS Genetics . 9 (6) e1003564. doi : 10.1371/journal.pgen.1003564 . PMC 3688705. PMID 23840182 .  
  14. ↑ Marques, Isabel; Shiposha, Valeriia; López-Alvarez, Diana; Manzaneda, Antonio J.; Hernandez, Pilar; Olonova, Marina; Catalán, Pilar (2017-06-15). "El aislamiento ambiental explica la diversidad genética ibérica en la gramínea modelo altamente homocigótica Brachypodium distachyon" . BMC Evolutionary Biology . 17 (1): 139. Bibcode : 2017BMCEE..17..139M . doi : 10.1186/s12862-017-0996- x . ISSN 1471-2148 . PMC 5472904. PMID 28619047 .   

Referencias

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