Exploracion transcriptomica del desarrollo floral en yuca (Manihot esculenta Crantz.)

Abstract

La yuca (Manihot esculenta) es un cultivo clave para la seguridad alimentaria en regiones tropicales, pero el desarrollo de variedades mejoradas se ve limitado por su compleja biología reproductiva sexual. La inducción y el desarrollo floral en yuca representan procesos clave, pero poco caracterizados, dificultando los programas de mejoramiento. Este trabajo integró tres enfoques complementarios. Primero, se consolidó el conocimiento sobre vías de señalización en floración, con énfasis en el modelo ABCDE y su aplicabilidad a especies no modelo. Luego, se realizó un metaanálisis transcriptómico sobre seis datasets de RNA-seq para comparar condiciones de floración y no floración, identificando 2347 genes diferencialmente expresados (DEGs), de los cuales 50 están relacionados con floración según la base de datos PlantCFG. Los DEGs variaron según el experimento, indicando rutas alternativas hacia la floración, con participación de vías hormonales, de estrés y factores como FT, GI, WRKY y acuaporinas. Finalmente, se desarrolló un análisis exploratorio del transcriptoma floral mediante la secuenciación de ARN de hojas, flores masculinas y femeninas empleando la metodología de MACE-seq. A pesar de no contar con pruebas estadísticas formales, se observaron patrones coherentes en las transiciones vegetativo- reproductivo, diferencias sexuales y entre estadios florales. Las redes de co-expresión identificaron genes “hub” asociados a transcripción, metabolismo secundario y remodelación de pared celular. Estos resultados ofrecen un panorama global sobre los programas transcripcionales involucrados en floración en yuca y proponen candidatos funcionales para validación futura. (Texto tomado de la fuente)

Cassava (Manihot esculenta) is a key crop for food security in tropical regions; however, the development of improved varieties is limited by its complex sexual reproductive biology. Floral induction and development in cassava are crucial yet poorly characterized processes, hindering breeding programs. This work integrated three complementary approaches. First, knowledge of flowering signaling pathways was consolidated, with an emphasis on the ABCDE model and its applicability to non-model species. Second, a transcriptomic meta-analysis was conducted using six RNA-seq datasets to compare flowering and nonflowering conditions, identifying 2,347 differentially expressed genes (DEGs), of which 50 were related to flowering according to the PlantCFG database. The DEGs varied across experiments, indicating alternative routes to flowering involving hormonal and stress-related pathways, as well as factors such as FT, GI, WRKY, and aquaporins. Finally, an exploratory analysis of the floral transcriptome was performed using MACE-seq on RNA from leaves, male, and female flowers. Although formal statistical tests were not applied, coherent expression patterns were observed across vegetative-to-reproductive transitions, floral stages, and sexual dimorphism. Co-expression networks revealed hub genes associated with transcription, secondary metabolism, and cell wall remodeling. These results provide a global overview of the transcriptional programs involved in cassava flowering and propose functional candidates for future validation.