Aproximación genómica integrada en el MERCOSUR para la prospección de genes útiles al mejoramiento de la soja frente a e

1. Aproximación genómica integrada en el MERCOSUR para la prospección de genes útiles al mejoramiento de la soja frente a estrés biótico y abiótico Programa de Apoyo al Desarrollo de las Biotecnologías en el MERCOSUR

2. Miembros del consorcio: • Argentina • EEOC. Fitopatología y Biotecnología • INTA Castelar, Manfredi, Balcarce, IFFIVE • CONICET • FCEN-UBA Coordinador: Dr. Atilio Castagnaro Brasil 5. EMBRAPA Soja 6. UFRGS Empresas privadas 13. INDEAR 14. NIDERA Paraguay 7. DIA-CRIA 8. FCQ-UNA 9. INBIO Uruguay 10. INIA 11. UDELAR FAGRO, FCIEN 12. IIBCE

3. “Clusters” temáticos Estrés biótico: Podredumbre carbonosa Macrpohomina paseolina Roya asiática Phakopsora pachyirizi Estrés abiótico: Tolerancia a sequía

4. Objetivo general: El objetivo general de este proyecto es caracterizar genes y/ o tecnologías derivadas del análisis funcional de los mismos, que puedan otorgar valor agregado al cultivo de la soja bajo estrés hídrico y sanitario, a través de la consolidación de un espacio reticular de trabajo público y privado en el MERCOSUR. Se plantea además como un principal objetivo el desarrollo de recursos humanos en áreas de vacancia en los distintos países participantes

5. Objetivos específicos: • Desarrollo e implementación de tecnologías para la evaluación fenotípica de germoplasma de soja bajo distintas condiciones de cultivo • Desarrollo de diferentes estrategias genómicas y bioinformáticas para identificar genes involucrados en las respuestas a estrés producido por sequía, roya y podredumbre carbonosa, mediante análisis funcional y/o mapeo genético. • Formación de recursos humanos en las áreas de vacancia abordadas por el proyecto (especialmente en Paraguay) • Desarrollo de herramientas informáticas para el análisis, validación y acceso de la información generada

6. Caracterización fenotípica Análisis bioinformático Selección de germoplasma Caracterización genotípica

7. Caracterización fenotípica • Estandarización de protocolos de ensayo en plantas crecidas en condiciones ambientales controladas y a campo • Desarrollo de una plataforma automatizada de evaluación a gran escala para ensayos de respuesta a sequía en condiciones estandarizadas. • Métodos de selección por tolerancia a sequía, roya o podredumbre carbonosas en etapa de plántula basado en marcadores genéticos • Ensayos de variabilidad del patógeno en condiciones controladas incluyendo estudios histológicos

8. Selección de germoplasma de soja Objetivo: Conformación de una colección “madre” de genotipos con potencial interés en el estudio de la diversidad alélica en características genéticas de importancia agrícola Fase I. Identificación de genotipos de soja Fase II. Construcción del banco de germoplasma • Genotipos distantes genéticamente para estudios de diversidad. • Genotipos con respuestas de tolerancia contrastantes frente a sequía, roya y podredumbre carbonosa. • Genotipos de uso público para los países participantes. • Multiplicación de genotipos con potencial interés en condiciones optimas de crecimiento y calidad de semilla.

9. Caracterización genotípica • Caracterización genotípica de líneas parentales de soja con comportamiento contrastante frente a sequía y resistencia a roya o podredumbre carbonosa usando marcadores neutros o funcionales • Mapeo de QTLs para resistencia a roya, podredumbre carbonosa y tolerancia a sequía • Caracterización genética de la diversidad de Macrpohomina paseolina y Phakopsora pachyirizi • TILLING (mutagénesis): generación de la población. Análisis de variantes para genes candidatos

10. Identificación y análisis funcional de nuevos genes Identificación de nuevos genes mediante aproximaciones de trascriptómica y metabolómica Transcriptómica: Secuenciación masiva de colecciones de genes expresados en genotipos con tolerancia contrastante a sequía y diferente resistencia a roya y podredumbre carbonosa. Metabolómica: Caracterización del perfil de metabolitos en respuesta a la inoculación con Phakopsora pachyirizi.

11. Bioinformática • Desarrollo de herramientas para el análisis de secuencias y anotación de genes • Base de datos para el manejo, distribución y análisis integrativo de la información • Página web para facilitar el acceso a la información, herramientas de análisis y reposición de resultados

12. “Nodo” Uruguay • Grupos participantes • Universidad de la República • Facultad de Agronomía Abiótico Omar Borsani • Facultad de Ciencias Abiótico Sabina Vidal • Biótico Marcos Montesano • IIBCE Biótico Inés Ponce de León • INIA • Las Brujas Marcadores moleculares Victoria Bonecarrere • Cultivo “in vitro” Alicia Castillo • La Estanzuela Evaluación de cultivaresyAdaptación de cultivos Sergio Ceretta

13. Objetivos que el grupo se plantea alcanzar: • Objetivos específicos: • Encontrar y analizar nuevas fuentes de genes de tolerancia a a sequía y roya. • Desarrollar métodos de fenotipificación (selección) basados en tolerancia sequía mas precisos y accesibles a los mejoradores. • Identificar con marcadores moleculares genotipos de soja con respuesta contrastante a sequía • Conocer cuando y donde los genes de tolerancia funcionan. • Consolidar un grupo de bioinformática para anotación de genes en soja.

14. Eventos críticos en la tolerancia al défict hídrico • Limitar la pérdida de agua • Mantener la funcionalidad celular • Restablecer la funcionalidad celular

15. El intercambio entre CO2 y H2O se relaciona directamente con la cantidad de biomasa por unidad de agua consumida Identificación de caracteres (genes) asociados a la mejora de la eficiencia en el uso del agua CO2 H2O

16. Resultados esperados por el grupo • Consolidación de un consorcio de investigación de estrés en soja • Fortalecimiento de los equipo de investigación en la temática de : • transformación genética de soja • cultivo in vitro de soja • interacción roya-soja • análisis de expresión global • Contar con una colección de genes relacionados con tolerancia a estrés • Obtención de un germoplasma local caracterizado desde un punto de vista molecular en relación a estrés abiótico.

17. Gracias!!! Omar Borsani Depto. Biología Vegetal Facultadde Agronomía