Dinámica de mecanismos epigenéticos en la aclimatación de vides cv. malbec a distintos entornos de cultivo

Dynamics of epigenetic mechanisms in the acclimation of vines cv. Malbec to different growing environments

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Director: Marfil, Carlos Federico Unidad académica: Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Agrarias Proyecto de: SIIP UNCuyo06/A706 Duración del proyecto: 2019-2021 Integrantes del equipo: Varela, Anabella Becario/a Jerezm Damián Nicolás Estudiante de grado Doiz Cicala, Sabrina Lourdes Estudiante de grado Cara, Nicolás Co-director/a Valdivia, Consuelo Becario/a Arena Di Lorenzo, Marco Francesco Becario/a

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Resumen:

Las plantas perennes leñosas dependen en gran medida de la plasticidad fenotípica para su persistencia exitosa en ambientes cambiantes. El término plasticidad fenotípica originalmente describía los efectos del desarrollo en caracteres morfológicos, pero en la actualidad se utiliza de forma más amplia, abarcando cambios fisiológicos, bioquímicos y de expresión génica a corto plazo, así como respuestas del genoma a gran escala en la que participan modificaciones genéticas y epigenéticas. El objetivo general del proyecto es evaluar el rol de la metilación del DNA en el origen de la plasticidad fenotípica en vides cv. Malbec. La vid es un cultivo de importancia económica mundial que ha sido propuesto como un modelo experimental para estudiar el rol de la variabilidad epigenética en las respuestas de las plantas al estrés y en la plasticidad fenotípica en cultivos perennes. Los mecanismos epigenéticos permiten modificar patrones de expresión génica sin que ocurran cambios en el genoma y pueden ser heredables mitótica y/o meióticamente. Si bien existen evidencias sobre dichas variaciones epigenéticas y sus posibles causas, se han reportado pocos estudios exhaustivos en plantas cultivadas en su contexto productivo. Evaluaremos la participación de la metilación del DNA en la aclimatación de las plantas de vid a distintos ambientes, para poder establecer bases científicas que aporten al desarrollo de técnicas y estrategias de manejo del cultivo. Asimismo, los datos generados darán sustento científico al concepto de terroir, importante para la viticultura moderna. Nuestras hipótesis son que clones de Malbec cultivados durante décadas en diferentes viñedos presentan patrones de metilación y fenotipos diferenciales; y que estas modificaciones epigenéticas asociadas a cada viñedo se correlacionan con la expresión génica y los fenotipos. Trabajaremos con tres clones del cv. Malbec cultivados durante 20 años en dos entornos (fincas) distintos: Gualtallary y Agrelo, Mendoza. Esperamos encontrar patrones de metilación asociados a cada finca, identificar genes/regiones genómicas con metilación diferencial entre fincas y estudiar si los cambios en la metilación se correlacionan con los niveles de expresión de estos genes/regiones genómicas.

Resumen en otro/s idioma/s:

Woody perennial plants depend on their phenotypic plasticity to grow and produce in changing environments. Originally, the term phenotypic plasticity involved morphological changes but nowadays it has a wider use including physiological, biochemical and shot-term gene expression changes, as well as large-scale genome responses in which genetic and epigenetic modifications participate. The main goal of the project is to evaluate the role of DNA methylation in the origin of the phenotypic plasticity on Malbec grapevine clones. Since Vitis vinifera is a highly plastic plant, asexually propagated and cultivated worldwide, it has been proposed as an ideal experimental model for the study of the epigenetic changes in response to environmental stresses. The epigenetic mechanisms allow meiotic and mitotic heritable changes in gene expression without modifications on the nucleotide sequences of the genome. Even though there is evidence of epigenetic variations and their possible causes, few exhaustive studies have been reported on plants grown in their productive context. We will evaluate the role of DNA methylation in the grapevine acclimation process in different environment in order to establish scientific bases that allow the development of techniques and strategies for crop management. Moreover, collected data will give scientific support to the terroir concept, important for modern viticulture. Our hypothesis is that Malbec clones cultivated for decades in contrasting environments present different phenotypes and methylation patterns. Also that the epigenetic changes associated with each vineyard correlates with the phenotypic changes. We will work with three Malbec clones cultivated for twenty years in two contrasting environments (vineyards), Agrelo and Gualtallary, Mendoza. We expect to find methylation patterns related to each vineyard, to identify specific genes/genomic regions with differential methylation and to correlate the methylation changes with the expression of these genes/genomic regions.

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Disciplinas:
Biología - Ciencias agrarias

Descriptores:
GENÉTICA MOLECULAR - PLANTAS PERENNES - PLASTICIDAD FENOTÍPICA - VITIS VINÍFERA - MALBEC (CEPAJE)

Palabras clave:
Metilación del DNA