Integración de la bioinformática en la investigación molecular con especies forestalesel caso de la encina (quercus ilex)

Resumen

1. introducción o motivación de la tesis El proyecto se centra en la especie más importantes y representativa del ecosistema forestal andaluz (la dehesa) y del bosque mediterráneo: la encina (Quercus ilex subsp. ballota (Desf.) Samp). Es una especie huérfana, cuya biología ha sido poco estudiada a nivel molecular. Se pretende, a pesar de su dificultad como sistema experimental, incorporar técnicas de biología molecular de última generación, al estudio de la variabilidad poblacional de la especie, la respuesta a estreses y el proceso de germinación de semillas y crecimiento temprano de plántulas. Se propone el uso de las modernas técnicas –ómicas (transcriptómica, proteómica y metabolómica) y su integración con aproximaciones clásicas de bioquímica y fisiología vegetal. Para ello es necesario el empleo de la bioinformática, de algoritmos de análisis e integración de datos, y de creación de bases de datos moleculares y fenotípicos. 2.contenido de la investigación Análisis transcriptómico, proteómico y metabolómico de una muestra representativa de encina, que está constituida por una mezcla de diferentes órganos (raíz, hoja, semilla y embriones). Identificación, cuantificación relativa y catalogación funcional y estructural de las entidades moleculares. Análisis del perfil –ómico (transcriptómico, proteómico y metabolómico) de los diferentes órganos. Establecimiento del patrón de expresión génica y perfil molecular espacio-temporal. Análisis transcriptómico y proteómico de la respuesta a sequía. Identificación de genes y productos génicos de respuesta y tolerancia a sequía. Construcción de una base de datos de genes, proteínas y metabolitos de la especie. Dicha base de datos se enriquecerá con aquellos datos generados en el grupo o, que siendo de libre acceso aparezcan, en bases de datos o en publicaciones. 3.conclusión La construcción de un transcriptoma de referencia de la encina (Quercus ilex) mediante el empleo de dos plataformas de secuenciación distintas (Ion Torrent e Illumina) permitió la obtención de una base de datos de alta calidad con secuencias génicas propias de la especie. Mediante el empleo de dicha base de datos, se ha podido llevar a cabo un estudio transcriptómico y proteómico de la respuesta/tolerancia a estrés por sequía en esta especie, demostrando el potencial de la metodología desarrollada en la presente tesis para estudios multiómicos en especies huérfanas o recalcitrantes y no secuenciadas. 4. bibliografía Guerrero-Sanchez, V. M., Maldonado-Alconada, A. M., Amil-Ruiz, F., Verardi, A., Jorrín-Novo, J. V., & Rey, M. D. (2019). Ion Torrent and lllumina, two complementary RNA-seq platforms for constructing the holm oak (Quercus ilex) transcriptome. PloS one, 14(1). López-Hidalgo, C., Guerrero-Sánchez, V. M., Gómez-Gálvez, I., Sánchez-Lucas, R., Castillejo-Sánchez, M. A., Maldonado-Alconada, A. M et al., (2018). A multi-omics analysis pipeline for the metabolic pathway reconstruction in the orphan species Quercus ilex. Frontiers in Plant Science, 9, 935. Guerrero-Sanchez, V. M., Maldonado-Alconada, A. M., Amil-Ruiz, F., & Jorrin-Novo, J. V. (2017). Holm Oak (Quercus ilex) transcriptome. De novo sequencing and assembly analysis. Frontiers in molecular biosciences, 4, 70.