Sofia Ailin Bengoa Luoni, Salvador Nicosia, Johanna Marino, Saleh Alseekh, Maximo Rivarola, Norma Beatriz Paniego, Nicolas Blanchet, Nicolas B. Langlade, Francisco Horacio Astigueta, Ruth Amelia Heinz, Alisdair R. Fernie, Janet Higgins, Paula Fernández, Sebastián Moschen, Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas, Universidad Nacional de San Martin (UNSAM), BBSRC Earlham Institute, Partenaires INRAE, Max Planck Institute for Plant Breeding Research (MPIPZ), Laboratoire des interactions plantes micro-organismes (LIPM), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), INTA PE : 1131022, 1131043, ANPCyT : PICT 2012-0390, PIP CONICET PIP, 11220120100262CO, European Union (EU) : PIRSES-GA-2013-612583, SUNRISE, Heliasen Project : PICT 2014-0175, and European Project: 612583,EC:FP7:PEOPLE,FP7-PEOPLE-2013-IRSES,DEANN(2014)
Background: Leaf senescence is a complex process, controlled by multiple genetic and environmental variables. In sunflower, leaf senescence is triggered abruptly following anthesis thereby limiting the capacity of plants to keep their green leaf area during grain filling, which subsequently has a strong impact on crop yield. Recently, we performed a selection of contrasting sunflower inbred lines for the progress of leaf senescence through a physiological, cytological and molecular approach. Here we present a large scale transcriptomic analysis using RNA-seq and its integration with metabolic profiles for two contrasting sunflower inbred lines, R453 and B481-6 (early and delayed senescence respectively), with the aim of identifying metabolic pathways associated to leaf senescence. Results: Gene expression profiles revealed a higher number of differentially expressed genes, as well as, higher expression levels in R453, providing evidence for early activation of the senescence program in this line. Metabolic pathways associated with sugars and nutrient recycling were differentially regulated between the lines. Additionally, we identified transcription factors acting as hubs in the co-expression networks; some previously reported as senescence-associated genes in model species but many are novel candidate genes. Conclusions: Understanding the onset and the progress of the senescence process in crops and the identification of these new candidate genes will likely prove highly useful for different management strategies to mitigate the impact of senescence on crop yield. Functional characterization of candidate genes will help to develop molecular tools for biotechnological applications in breeding crop yield. Fil: Moschen, Sebastián Nicolás. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional Tucuman-Santiago del Estero. Estación Experimental Agropecuaria Famaillá; Argentina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina Fil: Marino, Johanna Magali. Universidad Nacional de San Martín; Argentina Fil: Nicosia, Salvador. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina Fil: Higgins, Janet. Earlham Institute; Reino Unido Fil: Alseekh, Saleh. No especifíca; Fil: Astigueta, Francisco Horacio. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina Fil: Bengoa Luoni, Sofia Ailin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús). Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús); Argentina Fil: Rivarola, Maximo Lisandro. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina Fil: Fernie, Alisdair R.. No especifíca; Fil: Blanchet, Nicolas. Centre National de la Recherche Scientifique; Francia Fil: Langlade, Nicolas B.. Centre National de la Recherche Scientifique; Francia Fil: Paniego, Norma Beatriz. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina Fil: Fernández, Paula. No especifíca; Fil: Heinz, Ruth Amelia. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina