Els estudis genètics realitzats en Posidonia oceanica són molt limitats a causa de l’absència d’un genoma de referència a pesar que aquesta organisme juga un paper crucial en la fixació de carboni i és clau en el manteniment de la biodiversitat marina de la Mediterrània. Aquest dèficit és encara més notori en vista de l’imminent canvi climàtic i altres impactes antròpics. El nostre objectiu és construir un genoma i transcriptoma de referència d’alta qualitat de P. oceanica amb gens i altres elements funcionals involucrats diferents processos biològics completament anotats com per exemple germinació, floració, fotosíntesi, divisió cel·lular, elongació i ramificació de la paret cel·lular. Aquest projecte establirà les bases moleculars per a estudis genètics i d’expressió gènica avançats i integrals a nivell genòmic amb un gran impacte en la conservació i la gestió d’aquesta espècie. A més, l’anotació dels genomes cloroplàstics i mitocondrial permetran en un futur pròxim avaluar la variabilitat genètica de les praderies de posidònia al voltant del Mediterrani.
Per a aconseguir aquests objectius, combinarem amb eines bioinformàtiques lectures llargues (Nanopore) d’ADN genòmic de posidònia per a assemblar fragments a nivell de cromosomes amb lectures curtes (Illumina) que augmentaran la precisió la base nucleotídica (A, C, G, T) de cada posició de la lectura d’ADN. A més es construiran mapes cromosòmics òptics per a detectar assemblatges erronis en el genoma de referència. D’altra banda, seqüenciarem el transcriptoma de quatre teixits diferents per a identificar i anotar gens transcrits i analitzar els seus patrons d’expressió. Aquest genoma de referència proporcionarà una llista de gens i la seva funció en diferents processos vegetals essencials que tindran la seva aplicació en programes de gestió, conservació, i regeneració de praderies de P. oceanica. Un bon exemple seria la selecció de llavors i rizomes portadors de variants genètiques altament adaptades als entorns locals, el canvi climàtic i les pertorbacions. Aquestes dades genòmiques també llançaran llum sobre els canvis demogràfics passats de la posidònia a causa dels colls d’ampolla (i posterior expansió) impulsats per la crisi de salinitat del Mesiniense i els últims cicles de glaciació. Aquestes dades ens permetran modelar futurs processos poblacionals i com serà la reacció d’aquesta espècie front noves pressions selectives generades per activitats antròpiques i processos naturals.
L’objectiu d’aquest projecte seqüenciar i assemblar un genoma de referència d’alta qualitat de Posidonia oceanica amb la finalitat de propiciar un canvi de paradigma en la quantitat, qualitat i magnitud dels estudis genètics aplicats a la seva gestió i conservació. En concret, proposem:
1) Obtenir el genoma complet de P. oceanica (~ 3,1 Gb) on cadascun dels 20 cromosomes és una seqüència contínua que inclou centròmers amb una anotació precisa de gens, ARNs i seqüències reguladores.
2) Conèixer el transcriptoma complet d’arrels, fulles, flors i llavors per a identificar aquells gens relacionats amb la fotosíntesi, divisió cel·lular, elongació de la paret cel·lular, ramificació, floració i germinació, així com l’expressió gènica diferencial en aquestes parts diferents de la planta.
3) Identificar regions genòmiques baix selecció positiva que podrien ser candidates a adaptacions ambientals i, per tant, seleccionar-les en els programes de regeneració de praderies marines de la posidònia.