GENETIC IMPROVEMENT PROGRAM TO STUDY THE MITO-NUCLEAR INTERACTIONS THAT CAUSE THE DECAY OF HYBRIDS IN PLEUROTUS OSTREATUS, AN EDIBLE FUNGUS WITH B APPLICATIONS (Q3199293): Difference between revisions
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GENETIC IMPROVEMENT PROGRAM TO STUDY THE MITO-NUCLEAR INTERACTIONS THAT CAUSE THE DECAY OF HYBRIDS IN PLEUROTUS OSTREATUS, AN EDIBLE FUNGUS WITH B APPLICATIONS | |||
Revision as of 07:31, 12 October 2021
Project Q3199293 in Spain
| Language | Label | Description | Also known as |
|---|---|---|---|
| English | GENETIC IMPROVEMENT PROGRAM TO STUDY THE MITO-NUCLEAR INTERACTIONS THAT CAUSE THE DECAY OF HYBRIDS IN PLEUROTUS OSTREATUS, AN EDIBLE FUNGUS WITH B APPLICATIONS |
Project Q3199293 in Spain |
Statements
107,085.0 Euro
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214,170.0 Euro
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50.0 percent
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1 January 2019
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31 December 2022
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UNIVERSIDAD PUBLICA DE NAVARRA
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42°49'6.42"N, 1°38'39.34"W
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31201
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PLEUROTUS OSTREATUS ES UN BASIDIOMICETO COMESTIBLE CULTIVADO Y UN ACTIVO DEGRADADOR DE LIGNINA CUYA CUOTA MUNDIAL DE MERCADO SE ESPERA QUE AUMENTE A CASI 60 MIL MILLONES DE EUROS EN 2021. EN ESPAÑA, ES EL SEGUNDO HONGO MAS CULTIVADO DESPUES DEL CHAMPIÑON. SE CULTIVA ESPECIALMENTE EN LAS REGIONES DE CASTILLA LA MANCHA Y LA RIOJA. LAS VARIEDADES COMERCIALES DE PLEUROTUS OSTREATUS INCLUYEN HIBRIDOS QUE SE PROPAGAN CLONALMENTE POR LO QUE LAS MUTACIONES SE PRODUCEN CON EL TIEMPO EN EL ADN NUCLEAR O MITOCONDRIAL PUEDEN FIJARSE Y CAUSAR UNA DISMINUCION DE LA DE VELOCIDAD DE COLONIZACION DEL SUSTRATO POR EL MICELIO Y LA APARICION DE HONGOS FUERA DE TIPO QUE DISMINUYEN LA PRODUCCION Y RENDIMIENTO DE LA VARIEDAD. LOS PRODUCTORES DE HONGOS RECONOCEN AMBAS CARACTERISTICAS COMO SINTOMAS DE LA DEGENERACION VARIETAL DE LAS CEPAS HIBRIDAS._x000D_ EL DECAIMIENTO DE HIBRIDOS (HYBRID BREAKDOWN) ES UN PROCESO COMUN EN VARIEDADES O EN HIBRIDOS DE ESPECIES QUE SE PRODUCE COMO RESULTADO DE UN CONFLICTO GENOMICO (CG) ENTRE GENES NUCLEARES Y MITOCONDRIALES. LA CO-ADAPTACION DEL NUCLEO Y LAS MITOCONDRIAS ES NECESARIA PARA EL CORRECTO FUNCIONAMIENTO DE LOS DIFERENTES COMPLEJOS DE LA CADENA RESPIRATORIA EN LA QUE PARTICIPAN PROTEINAS NUCLEARES Y MITOCONDRIALES. LA DISFUNCION DE LAS PROTEINAS MITOCONDRIALES ES LA PRIMERA SEÑAL QUE INDICA DEFICIENCIAS EN LA CO-ADAPTACION MITO-NUCLEAR._x000D_ EN ESTA PROPUESTA, PLANTEAMOS LA HIPOTESIS DE QUE LOS SINTOMAS DEL DECAIMIENTO DE HIBRIDOS (ALTERACIONES EN LA RESPIRACION, REDUCCION DE LA VELOCIDAD DE CRECIMIENTO, ETC.) SE DEBEN A UN CG ENTRE GENES NUCLEARES Y MITOCONDRIALES EN HIBRIDOS QUE SE MANTIENEN CLONALMENTE MEDIANTE SUBCULTIVO CONTINUO. PARA VERIFICAR ESTA HIPOTESIS, PROPONEMOS DOS PROGRAMAS DE MEJORAMIENTO COMPLEMENTARIOS. EL PRIMERO TIENE COMO OBJETIVO SELECCIONAR CEPAS CASI-ISOGENICAS CON VELOCIDADES DE CRECIMIENTO RAPIDO Y LENTO DERIVADAS DE LA CEPA DICARIOTICA DKN001 (QUE HEMOS UTILIZADO EN NUESTRO LABORATORIO DURANTE 25 AÑOS). ESTOS DOS TIPOS DE CEPAS DIFERIRAN EN SUS GENES NUCLEARES, PERO COMPARTIRAN EL MISMO CONTEXTO CITOPLASMICO (ES DECIR, SUS MITOCONDRIAS SERAN IDENTICAS). EN ESTAS CEPAS, IDENTIFICAREMOS Y COMPARAREMOS LOS GENES EXPRESADOS DIFERENCIALMENTE COMO RESULTADO DEL CONTEXTO MITOCONDRIAL Y ANALIZAREMOS SUS CARACTERISTICAS MOLECULARES, CITOLOGICAS, CELULARES, BIOQUIMICAS Y SECRETOMICAS COMPARANDO LAS SITUACIONES DE CO--ADAPTACION FRENTE A LA FALTA DE CO-ADAPTACION MITO-NUCLEAR. _x000D_ EL SEGUNDO PROGRAMA CONSISTIRA EN CRUZAR BIDIRECCIONALMENTE LAS LINEAS CO-ADAPTADAS DE CRECIMIENTO RAPIDO Y LENTO CON DIFERENTES CEPAS PROBADORAS (TESTERS) PARA PRODUCIR UNA NUEVA GENERACION (F1) DE DICARIONTES LAS SIGUIENTES GENERACIONES (F2, F3) SELECCIONADAS POR SUS FENOTIPOS DE CRECIMIENTO RAPIDO Y LENTO SE PRODUCIRAN POR CRUZAMIENTOS ENTRE SI DE LOS MIEMBROS DE LA GENERACION ANTERIOR. EN ESTAS CEPAS ANALIZAREMOS LA CO-ADAPTACION MITO-NUCLEAR ESTUDIANDO LAS VARIABLES DESCRITAS ANTERIORMENTE. QUEDA POR DEMOSTRAR QUE EL DECAIMIENTO DE LOS HIBRIDOS SE DEBE A UN CG ENTRE GENES NUCLEARES Y MITOCONDRIALES. PARA COMPROBARLO, LOS CRUZAREMOS LOS MONOCARIONTES DE LAS ULTIMAS GENERACIONES (F3 ... FN) CON SUS LINEAS PARENTALES Y ESPERAMOS QUE LAS CEPAS OBTENIDAS EXHIBAN VALORES VARIABLES DE APTITUD SIMILARES A LOS OBTENIDOS EN LA GENERACION F1 EN AQUELLOS CRUZAMIENTOS QUE RESTABLEZCAN LA CO-ADAPTACION MITO-NUCLEAR DE LOS PARENTALES. (Spanish)
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PLEUROTUS OSTREATUS IS AN EDIBLE AND ACTIVE LIGNIN DEGRADER BASIDIOMYCETE WHOSE MARKET SHARE IS EXPECTED TO INCREASE TO NEARLY 60 BILLION EUROS BY 2021. IN SPAIN, IT IS THE SECOND MOST CULTIVATED FUNGUS AFTER THE BUTTON MUSHROOM. IT IS CULTIVATED ESPECIALLY IN THE CASTILLA LA MANCHA AND LA RIOJA REGIONS. COMMERCIAL VARIETIES OF PLEUROTUS OSTREATUS INCLUDE HYBRIDS THAT ARE CLONALLY PROPAGATED OVER TIME. THEREFORE, MUTATIONS CAN OCCUR IN THE NUCLEAR OR MITOCHONDRIAL DNA THAT COULD BECOME FIXED AND YIELD A DECREASE IN THE MYCELIAL SUBSTRATE COLONIZATION RATE OVER TIME. MUTATIONS CAN ALSO BE RESPONSIBLE FOR THE APPEARANCE OF OFF-TYPE MUSHROOMS THAT DIMINISH THE VARIETY PRODUCTION AND YIELD. MUSHROOM PRODUCERS SUGGEST THAT BOTH CHARACTERISTICS OCCUR IN HYBRID STRAINS IN WHICH VARIETAL DEGENERATION OCCURS._x000D_ HYBRID BREAKDOWN IS A COMMON PROCESS IN VARIETIES OR SPECIES HYBRIDS THAT RESULTS FROM A GENOMIC CONFLICT (GC) BETWEEN NUCLEAR AND MITOCHONDRIAL GENES. MITO-NUCLEAR CO-ADAPTATION IS NECESSARY FOR THE CORRECT FUNCTIONING OF DIFFERENT COMPLEXES OF THE RESPIRATORY CHAIN RESULTING FROM THE ASSEMBLY OF NUCLEAR AND MITOCHONDRIAL PROTEINS. DYSFUNCTION OF MITOCHONDRIAL PROTEINS IS THE FIRST SIGNAL SUGGESTING DEFICIENCIES IN MITO-NUCLEAR CO-ADAPTATION._x000D_ IN THIS PROPOSAL, WE HYPOTHESIZE THAT HYBRID BREAKDOWN SYMPTOMS (E.G., ALTERED RESPIRATION, REDUCED GROWTH RATE) ARE DUE TO A GC BETWEEN NUCLEAR AND MITOCHONDRIAL GENES IN HYBRIDS THAT ARE CLONALLY MAINTAINED BY CONTINUOUS SUBCULTURE. TO VERIFY THIS HYPOTHESIS, WE PROPOSE TWO COMPLEMENTARY BREEDING PROGRAMS. ONE OF THESE PROGRAMS IS AIMED AT SELECTING QUASI-ISOGENIC STRAINS DERIVED FROM THE DIKARYOTIC STRAIN DKN001 (WHICH HAS BEEN USED IN OUR LABORATORY FOR 25 YEARS) WITH FAST AND SLOW GROWTH RATES. THESE STRAINS WILL DIFFER AT THE LEVEL OF NUCLEAR GENES, BUT THEY SHARE THE SAME CYTOPLASMIC CONTEXT (NAMELY, IDENTICAL MITOCHONDRIA). WE WILL IDENTIFY AND COMPARE THE GENES DIFFERENTIALLY EXPRESSED AS A FUNCTION OF THE MITOCHONDRIAL CONTEXT. WE WILL ALSO ANALYZE THE MOLECULAR, CYTOLOGICAL, CELLULAR, BIOCHEMICAL AND SECRETOMIC CHARACTERISTICS OF THE QUASI-ISOGENIC LINES AS A FUNCTION OF THE CO-ADAPTATION VERSUS A LACK OF MITO-NUCLEAR CO-ADAPTATION._x000D_ THE SECOND PART OF THE PROGRAM WILL CONSIST OF BIDIRECTIONALLY CROSSING THE FAST- AND SLOW-GROWING CO-ADAPTED LINES WITH DIFFERENT TESTERS. THE PURPOSE OF THIS INVESTIGATION WILL BE TO OBTAIN NEW DIKARYONS (F1). THE FOLLOWING GENERATIONS (F2, F3) OF FAST- AND SLOW-GROWING PHENOTYPES (FULL-SIBS) WILL BE CROSSED WITH ONE ANOTHER. WE WILL ANALYZE THE MITO-NUCLEAR CO-ADAPTATION BY STUDYING THE VARIABLES DESCRIBED ABOVE. IT REMAINS TO BE DEMONSTRATED THAT THE HYBRID BREAKDOWN IS DUE TO A GC BETWEEN NUCLEAR AND MITOCHONDRIAL GENES. TO PROVE THIS SITUATION, MONOKARYONS OF ADVANCED GENERATIONS (F3¿FN) WILL BE CROSSED WITH THEIR PARENTAL LINES. WE EXPECT THAT THE OBTAINED STRAINS WILL EXHIBIT FITNESS VARIABLE VALUES SIMILAR TO THOSE OBTAINED IN THE F1 GENERATION IN THOSE CROSSES RESTORING THE PARENTAL MITO-NUCLEAR CO-ADAPTATION. (English)
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Pamplona/Iruña
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Identifiers
RTI2018-099371-B-I00
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