Análisis comparativo del transcriptoma de la respuesta de defensa de la papa a la infestación
Autores: Zhu, Chunyue; Yi, Xiaocui; Yang, Miao; Liu, Yiyi; Yao, Yao; Zi, Shengjiang; Chen, Bin; Xiao, Guanli
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Análisis comparativo del transcriptoma de la respuesta de defensa de la papa a la infestación
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Polilla de los tubérculos de papa
Perfiles de transcripción
Vías de señalización relacionadas con la resistencia a insectos
Patrones de expresión génica
Daño mecánico
Infestación por PTM
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 7
Citaciones: Sin citaciones
La polilla del tubérculo de la papa (PTM), Zeller (Lepidoptera: Gelechiidae), es una de las plagas más destructivas de los cultivos de papa en todo el mundo. Aunque se ha informado cómo las papas integran las respuestas tempranas a varios estímulos de herbivoría de PTM acumulando los componentes, la red de señalización de defensa a gran escala de la papa ante estímulos individuales en múltiples puntos temporales no está clara. Por lo tanto, comparamos tres perfiles transcripcionales de papa de plantas no dañadas, plantas dañadas mecánicamente y plantas alimentadas por PTM a las 3 h, 48 h y 96 h, y analizamos además los patrones de expresión génica de una multitud de vías de señalización relacionadas con la resistencia a insectos, incluyendo fitohormonas, especies reactivas de oxígeno, metabolitos secundarios, factores de transcripción, cascadas MAPK, interacciones planta-patógeno, inhibidores de proteasas, quitinasas y lectinas, etc. en la papa bajo daño mecánico y infestación de PTM. Nuestros resultados sugieren que el transcriptoma de la papa mostró respuestas significativas al daño mecánico y a la infestación de la polilla del tubérculo de la papa, respectivamente. Las respuestas del transcriptoma de la papa se modularon con el tiempo y fueron más altas a las 96 h que a las 48 h, por lo que los cambios transcripcionales en las etapas posteriores de la infestación de PTM pueden ser la base de la respuesta de recuperación de la papa. Aunque los perfiles transcripcionales de las plantas dañadas mecánicamente y las infestadas por PTM se superponen extensamente en múltiples vías de señalización, algunos genes son inducidos o reprimidos de manera única. La alimentación de herbívoros verdaderos indujo una expresión génica más fuerte y mayor en comparación con el daño mecánico. Además, identificamos 2976, 1499 y 117 genes que solo aparecieron en los grupos de comparación M-vs-P al comparar los transcriptomas de papas dañadas por PTM y dañadas mecánicamente a las 3 h, 48 h y 96 h, respectivamente, y estos genes merecen un estudio más profundo en el futuro. Este conjunto de datos transcriptómicos mejora aún más la comprensión de las interacciones entre la papa y la polilla del tubérculo de la papa, enriquece los recursos moleculares en esta área de investigación y allana el camino para la cría de papas resistentes a insectos.
Descripción
La polilla del tubérculo de la papa (PTM), Zeller (Lepidoptera: Gelechiidae), es una de las plagas más destructivas de los cultivos de papa en todo el mundo. Aunque se ha informado cómo las papas integran las respuestas tempranas a varios estímulos de herbivoría de PTM acumulando los componentes, la red de señalización de defensa a gran escala de la papa ante estímulos individuales en múltiples puntos temporales no está clara. Por lo tanto, comparamos tres perfiles transcripcionales de papa de plantas no dañadas, plantas dañadas mecánicamente y plantas alimentadas por PTM a las 3 h, 48 h y 96 h, y analizamos además los patrones de expresión génica de una multitud de vías de señalización relacionadas con la resistencia a insectos, incluyendo fitohormonas, especies reactivas de oxígeno, metabolitos secundarios, factores de transcripción, cascadas MAPK, interacciones planta-patógeno, inhibidores de proteasas, quitinasas y lectinas, etc. en la papa bajo daño mecánico y infestación de PTM. Nuestros resultados sugieren que el transcriptoma de la papa mostró respuestas significativas al daño mecánico y a la infestación de la polilla del tubérculo de la papa, respectivamente. Las respuestas del transcriptoma de la papa se modularon con el tiempo y fueron más altas a las 96 h que a las 48 h, por lo que los cambios transcripcionales en las etapas posteriores de la infestación de PTM pueden ser la base de la respuesta de recuperación de la papa. Aunque los perfiles transcripcionales de las plantas dañadas mecánicamente y las infestadas por PTM se superponen extensamente en múltiples vías de señalización, algunos genes son inducidos o reprimidos de manera única. La alimentación de herbívoros verdaderos indujo una expresión génica más fuerte y mayor en comparación con el daño mecánico. Además, identificamos 2976, 1499 y 117 genes que solo aparecieron en los grupos de comparación M-vs-P al comparar los transcriptomas de papas dañadas por PTM y dañadas mecánicamente a las 3 h, 48 h y 96 h, respectivamente, y estos genes merecen un estudio más profundo en el futuro. Este conjunto de datos transcriptómicos mejora aún más la comprensión de las interacciones entre la papa y la polilla del tubérculo de la papa, enriquece los recursos moleculares en esta área de investigación y allana el camino para la cría de papas resistentes a insectos.