Expresión de genes en algas costeras antárticas asociada a la respuesta al estrés ambiental en un contexto de cambio climático.

Abstract

Antártica es el continente más sensible al cambio global, donde las tendencias de la temperatura de la superficie han mostrado un alza significativa. La IPCC pronostica un aumento de la TSM hasta 5,55 ºC en los escenarios más pesimistas. La temperatura modula el desarrollo, supervivencia, distribución y abundancia de especies. En particular, las macrófitas costeras pueden verse afectadas por los cambios en su ambiente. En esta investigación se analizó el transcriptoma de dos algas antárticas: Pyropia endiviifolia y Adenocystis utricularis, sometidas a condiciones de estrés por temperatura a 2 ºC como control y 8 ºC de tratamiento por 5 días. Los resultados mostraron una alta sobreexpresión de genes en A. utricularis, donde algunas familias de genes representadas en esta categoría pertenecen a la familia de las Heat shock proteins, genes relacionados con el estrés oxidativo, factores de transcripción y genes ribosomales. Por otro lado, en P. endiviifolia hubo una alta inhibición de genes, algunos de ellos relacionados con el estrés oxidativo, heat shock protein, y genes de respuesta al estrés abiótico. De los genes que se sobreexpresaron en P. endiviifolia hubo Hsp y algunos genes relacionados con traducción y transporte. Además, también se observó en A. utricularis que los genes relacionados a la fotosíntesis se inhibieron bajo el tratamiento con calor. En cuanto a la verificación por qPCR, los genes LHCS y PCP de A. utricularis verificados por qPCR se condicen con lo obtenido del RNAseq. Para P. endiviifolia, los resultados de los genes VMT y Hsp70_1 no se condicen con lo obtenido del RNAseq. En conclusión, los resultados de los análisis transcriptómicos sugieren que el A. utricularis pueda responder de forma más eficiente a los cambios en su ambiente que P. endiviifolia bajo un escenario de altas temperaturas.

Antarctica is the continent most sensitive to global change, where surface temperature trends have shown a significant rise. The IPCC predicts an increase in the SST up to 5.55 ºC in the most pessimistic scenarios. Temperature modulates the development, survival, distribution and abundance of species. In particular, coastal macrophytes can be affected by changes in their environment. In this research, the transcriptome of two Antarctic algae was analyzed: Pyropia endiviifolia and Adenocystis utricularis, subjected to temperature stress conditions at 2 ºC as a control and 8 ºC as a treatment for 5 days. The results showed a high gene overexpression in A. utricularis, where some gene families represented in this category belong to the Heat shock protein family, genes related to oxidative stress, transcription factors and ribosomal genes. On the other hand, in P. endiviifolia there was a high inhibition of genes, some of them related to oxidative stress, heat shock protein, and abiotic stress response genes. Of the genes that were overexpressed in P. endiviifolia were Hsp and some genes related to translation and transport. Furthermore, it was also observed in A. utricularis that genes related to photosynthesis were inhibited under heat treatment. Regarding verification by qPCR, the LHCS and PCP genes of A. utricularis verified by qPCR are consistent with those obtained from RNAseq. For P. endiviifolia, the results of the VMT and Hsp70_1 genes do not agree with those obtained from RNAseq. In conclusion, the results of the transcriptomic analyzes suggest that A. utricularis can respond more efficiently to changes in its environment than P. endiviifolia under a high temperature scenario.