Exploring sunflower responses to Sclerotinia head rot at early stages of infection using RNA‑seq analysis

Autores
Fass, Monica Irina; Rivarola, Maximo Lisandro; Ehrenbolger, Guillermo Federico; Maringolo, Carla Andrea; Montecchia, Juan Francisco; Quiroz, Facundo Jose; García‑García, Francisco; Dopazo Blázquez, Joaquín; Hopp, Horacio Esteban; Heinz, Ruth Amelia; Paniego, Norma Beatriz; Lia, Veronica Viviana
Año de publicación
2020
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
Sclerotinia head rot (SHR), caused by the necrotrophic fungus Sclerotinia sclerotiorum, is one of the most devastating sunflower crop diseases. Despite its worldwide occurrence, the genetic determinants of plant resistance are still largely unknown. Here, we investigated the Sclerotinia-sunflower pathosystem by analysing temporal changes in gene expression in one susceptible and two tolerant inbred lines (IL) inoculated with the pathogen under field conditions. Differential expression analysis showed little overlapping among ILs, suggesting genotype-specific control of cell defense responses possibly related to differences in disease resistance strategies. Functional enrichment assessments yielded a similar pattern. However, all three ILs altered the expression of genes involved in the cellular redox state and cell wall remodeling, in agreement with current knowledge about the initiation of plant immune responses. Remarkably, the over-representation of long non-coding RNAs (lncRNA) was another common feature among ILs. Our findings highlight the diversity of transcriptional responses to SHR within sunflower breeding lines and provide evidence of lncRNAs playing a significant role at early stages of defense.
Instituto de Biotecnología
Fil: Fass, Mónica Irina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
Fil: Rivarola, Maximo Lisandro. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
Fil: Ehrenbolger, Guillermo Federico. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
Fil: Maringolo, Carla Andrea. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Balcarce. Laboratorio de Patología Vegetal; Argentina
Fil: Montecchia, Juan Francisco. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
Fil: Quiroz, Facundo Jose. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Balcarce. Laboratorio de Patología Vegetal; Argentina
Fil: García‑García, Francisco. Principe Felipe Research Center. Bioinfomatics and Biostatistics Unit; España
Fil: Dopazo Blázquez, Joaquín. Fundación Progreso y Salud (FPS). Clinical Bioinformatics Area; España
Fil: Hopp, Horacio Esteban. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Fisiología, Biología Molecular y Celular; Argentina
Fil: Heinz, Ruth Amelia. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
Fil: Paniego, Norma Beatriz. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
Fil: Lia, Veronica Viviana. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
Fuente
Scientific Reports 10 : 13347 (Agosto 2020)
Materia
Helianthus annuus
Sclerotinia sclerotiorum
Expresión Génica
Respuesta Inmunológica
Mecanismo de Defensa
Secuencia de ARN
Gene Expression
Immune Response
Defense Mechanisms
RNA Sequence
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
Repositorio
INTA Digital (INTA)
Institución
Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria
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Here, we investigated the Sclerotinia-sunflower pathosystem by analysing temporal changes in gene expression in one susceptible and two tolerant inbred lines (IL) inoculated with the pathogen under field conditions. Differential expression analysis showed little overlapping among ILs, suggesting genotype-specific control of cell defense responses possibly related to differences in disease resistance strategies. Functional enrichment assessments yielded a similar pattern. However, all three ILs altered the expression of genes involved in the cellular redox state and cell wall remodeling, in agreement with current knowledge about the initiation of plant immune responses. Remarkably, the over-representation of long non-coding RNAs (lncRNA) was another common feature among ILs. Our findings highlight the diversity of transcriptional responses to SHR within sunflower breeding lines and provide evidence of lncRNAs playing a significant role at early stages of defense.Instituto de BiotecnologíaFil: Fass, Mónica Irina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Rivarola, Maximo Lisandro. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Ehrenbolger, Guillermo Federico. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Maringolo, Carla Andrea. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Balcarce. Laboratorio de Patología Vegetal; ArgentinaFil: Montecchia, Juan Francisco. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Quiroz, Facundo Jose. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Balcarce. Laboratorio de Patología Vegetal; ArgentinaFil: García‑García, Francisco. Principe Felipe Research Center. Bioinfomatics and Biostatistics Unit; EspañaFil: Dopazo Blázquez, Joaquín. Fundación Progreso y Salud (FPS). Clinical Bioinformatics Area; EspañaFil: Hopp, Horacio Esteban. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Fisiología, Biología Molecular y Celular; ArgentinaFil: Heinz, Ruth Amelia. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Paniego, Norma Beatriz. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Lia, Veronica Viviana. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina. 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