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La acumulación anormal de calcio y la homeostasis de ROS inducen la muerte celular programada tapetal, lo que conduce al aborto del polen en la esterilidad masculina citoplasmática de tipo petaloide

Autores: Gao, Xiaolei; Yang, Ying; Ye, Jiawei; Xiong, Huan; Yuan, Deyi; Zou, Feng

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

La acumulación anormal de calcio y la homeostasis de ROS inducen la muerte celular programada tapetal, lo que conduce al aborto del polen en la esterilidad masculina citoplasmática de tipo petaloide


Categoría

Ciencias Agrícolas y Biológicas

Subcategoría

Agronomía y Ciencia de los Cultivos

Palabras clave

Esterilidad masculina
Esterilidad masculina citoplásmica
Aborto de anteras
Muerte celular programada del tapete
Especies reactivas de oxígeno
Deposición de calcio

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 31

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La esterilidad masculina citoplásmica (CMS) juega un papel crucial en la utilización de la heterosis. La aborto de anteras petaloides en el té de aceite (Abel.) constituye un fenómeno CMS, que tiene un gran valor para la cría híbrida del té de aceite. Sin embargo, dado que el mecanismo de su CMS aún se comprende pobremente, es necesario estudiar la citología y las características fisiológicas del aborto de anteras. En este estudio, una variedad, Huashuo (HS), y su mutante CMS petalizado (HSP) se utilizaron como materiales para explorar este mecanismo. Comparado con HS, el análisis citológico demostró que HSP mostraba una muerte celular programada del tapete de inicio temprano (PCD) y un fenotipo de desorden de organelos durante la etapa de tétrada. En HSP, las anteras exhibieron niveles elevados de deposición de calcio en los tejidos de la pared de la antera, capas del tapete y microsporas, y sin embargo, la acumulación de calcio fue anormal en la etapa posterior. Los contenidos de peróxido de hidrógeno y MDA en las anteras de HSP eran más altos, y las actividades de superóxido dismutasa (SOD), peroxidasa (POD) y catalasa (CAT) eran más bajas que las de HS, lo que resultó en una acumulación excesiva de especies reactivas de oxígeno (ROS). La PCR cuantitativa en tiempo real confirmó que los niveles de transcripción de los genes que codifican enzimas antioxidantes clave en HSP estaban regulados a la baja en comparación con HS en el desarrollo temprano del polen; el gen, que codifica una proteína quinasa dependiente de calcio asociada con antioxidantes, se reguló al alza durante el período crítico. Por lo tanto, sugerimos que el exceso de ROS como una señal rompe el equilibrio del sistema antioxidante, y junto con una distribución anormal de iones de calcio, lleva al inicio temprano de PCD en el tapete, y finalmente lleva al aborto de polen para HSP. Estos resultados sientan una base citológica y fisiológica para estudios adicionales sobre el mecanismo de CMS, y proporcionan información para la cría de líneas macho estériles de.

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