El análisis del transcriptoma y fisiológico revela el mecanismo del ácido abscísico en la regulación de la absorción y acumulación de cadmio en el hiperacumulador Roxb
Autores: Xie, Qin; Xu, Wenting; Wang, Qing; Yao, Feihong; Jiang, Yachao; Cao, Haijia; Lin, Wanhuang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
El análisis del transcriptoma y fisiológico revela el mecanismo del ácido abscísico en la regulación de la absorción y acumulación de cadmio en el hiperacumulador Roxb
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Cadmio
Fitoremediación
Fitohormonas
ácido abscísico
Hiperacumulador
Transcriptoma
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 9
Citaciones: Sin citaciones
El cadmio (Cd) es un metal pesado extremadamente tóxico que puede trasladarse del suelo a las plantas y entrar en el cuerpo humano a través de la cadena alimentaria, causando graves problemas de salud. La fitoremediación utiliza hiperacumuladores para extraer metales pesados del suelo contaminado. Los fitohormonas, reguladores del crecimiento vegetal ampliamente utilizados, se han explorado para mejorar la eficiencia de la fitoremediación. El ácido abscísico (ABA) también es un regulador esencial de la tolerancia de las plantas a los estrés bióticos y abióticos, incluida la toxicidad inducida por metales pesados. Investigaciones anteriores han revelado que Roxb. tiene una fuerte capacidad para enriquecer Cd y puede ser utilizado como un hiperacumulador de Cd. En este estudio, el análisis fisiológico y bioquímico reveló que bajo estrés por Cd, la aplicación exógena de ABA alivió el estrés oxidativo, aumentó la concentración de Cd en las raíces, y cambió la concentración de fitohormonas. Se realizó un análisis de transcriptoma para explorar los mecanismos moleculares mediante los cuales ABA regula la absorción y acumulación de Cd, y para comprender mejor el papel regulador de ABA. Los resultados muestran que el tratamiento con ABA afectó la expresión génica en las raíces bajo estrés por Cd. Este estudio identificó 5788 genes expresados diferencialmente (DEGs) (2541 regulados al alza y 3247 regulados a la baja). Además, 96 DEGs relacionados con el transporte de metales, 54 DEGs relacionados con fitohormonas, 89 DEGs relacionados con la pared celular, 113 DEGs relacionados con la quelación de metales, y 102 DEGs relacionados con el sistema de defensa cooperaron más estrechamente bajo la aplicación exógena de ABA para regular la absorción y acumulación de Cd bajo estrés por Cd. Estos resultados pueden ayudar a elucidar los mecanismos mediante los cuales ABA regula la absorción y acumulación de Cd en las plantas, y proporcionar una referencia para desarrollar una estrategia de fortalecimiento basada en fitohormonas para mejorar la capacidad de fitoremediación de otros hiperacumuladores o especies acumuladoras. Los genes clave involucrados en la regulación de la absorción y acumulación de Cd por parte de ABA necesitan ser analizados y verificados funcionalmente. Esto puede ampliar nuestra comprensión de los mecanismos moleculares regulatorios subyacentes a la absorción y acumulación de metales pesados en hiperacumuladores.
Descripción
El cadmio (Cd) es un metal pesado extremadamente tóxico que puede trasladarse del suelo a las plantas y entrar en el cuerpo humano a través de la cadena alimentaria, causando graves problemas de salud. La fitoremediación utiliza hiperacumuladores para extraer metales pesados del suelo contaminado. Los fitohormonas, reguladores del crecimiento vegetal ampliamente utilizados, se han explorado para mejorar la eficiencia de la fitoremediación. El ácido abscísico (ABA) también es un regulador esencial de la tolerancia de las plantas a los estrés bióticos y abióticos, incluida la toxicidad inducida por metales pesados. Investigaciones anteriores han revelado que Roxb. tiene una fuerte capacidad para enriquecer Cd y puede ser utilizado como un hiperacumulador de Cd. En este estudio, el análisis fisiológico y bioquímico reveló que bajo estrés por Cd, la aplicación exógena de ABA alivió el estrés oxidativo, aumentó la concentración de Cd en las raíces, y cambió la concentración de fitohormonas. Se realizó un análisis de transcriptoma para explorar los mecanismos moleculares mediante los cuales ABA regula la absorción y acumulación de Cd, y para comprender mejor el papel regulador de ABA. Los resultados muestran que el tratamiento con ABA afectó la expresión génica en las raíces bajo estrés por Cd. Este estudio identificó 5788 genes expresados diferencialmente (DEGs) (2541 regulados al alza y 3247 regulados a la baja). Además, 96 DEGs relacionados con el transporte de metales, 54 DEGs relacionados con fitohormonas, 89 DEGs relacionados con la pared celular, 113 DEGs relacionados con la quelación de metales, y 102 DEGs relacionados con el sistema de defensa cooperaron más estrechamente bajo la aplicación exógena de ABA para regular la absorción y acumulación de Cd bajo estrés por Cd. Estos resultados pueden ayudar a elucidar los mecanismos mediante los cuales ABA regula la absorción y acumulación de Cd en las plantas, y proporcionar una referencia para desarrollar una estrategia de fortalecimiento basada en fitohormonas para mejorar la capacidad de fitoremediación de otros hiperacumuladores o especies acumuladoras. Los genes clave involucrados en la regulación de la absorción y acumulación de Cd por parte de ABA necesitan ser analizados y verificados funcionalmente. Esto puede ampliar nuestra comprensión de los mecanismos moleculares regulatorios subyacentes a la absorción y acumulación de metales pesados en hiperacumuladores.