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Identificación de genes familiares y análisis de expresión de debilitamiento del endospermo en lechuga (L.)

Autores: Zhang, Qi; Zhang, Aixia; Yang, Le; Wei, Jinpeng; Bei, Jinlong; Xu, Zhenjiang; Wang, Xiaofeng; Chen, Bingxian

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Identificación de genes familiares y análisis de expresión de debilitamiento del endospermo en lechuga (L.)


Categoría

Ciencias Agrícolas y Biológicas

Subcategoría

Agronomía y Ciencia de los Cultivos

Palabras clave

Germinación de semillas
Tapa de endospermo
Hidrolasas de pared celular
Endotransglucosilasa de xiloglucano
Semillas de lechuga
Tensiones abióticas

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 26

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La germinación de semillas requiere la relajación de la tapa del endospermo y las paredes celulares de la radícula, con las hidrolasas de la pared celular desempeñando un papel significativo en este proceso. Nuestro estudio reveló que un tipo de hidrolasa de la pared celular, la xiloglucano endotransglucosilasa, puede contribuir significativamente al debilitamiento del endospermo durante la germinación de semillas de lechuga. A través del análisis bioinformático, la familia génica en lechuga se dividió en cinco subfamilias localizadas en nueve cromosomas. Notablemente, hubo diferencias significativas en la estructura génica entre los miembros de la familia que contenían de 1 a 4 exones y 20 motivos conservados. Entre estos motivos, el motivo1, motivo2 y motivo3 codificaban el dominio estructural XTH. Las regiones promotoras contenían un gran número de elementos cis-activadores sensibles a varios estreses abióticos, como la sequía, la anaerobiosis, la baja temperatura, la alta temperatura y el estrés salino. Los experimentos de germinación mostraron que las semillas embebidas en agua y 5 mol/L de ácido abscísico (ABA) lograron una germinación típica con protrusión de la radícula desde la tapa del endospermo, logrando una germinación del 100% y del 36%, respectivamente. Por el contrario, en 0.3% de dicloroisocianurato de sodio (SDIC), las semillas hinchadas no pudieron germinar o completar una germinación atípica, resultando en una tasa de germinación del 30%. En comparación con el control, la resistencia mecánica de la tapa del endospermo de las semillas embebidas en 0.3% de SDIC durante 8 h aumentó en un 14%, lo que indica que el SDIC puede inhibir la germinación de semillas al aumentar la resistencia mecánica de la tapa del endospermo. El análisis de la actividad enzimática reveló que durante la germinación de semillas de lechuga, la actividad enzimática XTH en la tapa del endospermo fue significativamente mayor que en otros tejidos y aumentó gradualmente con la imbibición. El análisis del transcriptoma de la tapa del endospermo detectó la expresión de 10 genes. Entre estos, mostró la mayor expresión durante la germinación y fue significativamente regulado al alza dos veces por altas temperaturas, sugiriendo un papel potencial en la germinación de alta temperatura de las semillas de lechuga. Además, el SDIC redujo la expresión de en diferentes grados, con la expresión de reducida a solo el 6% de su nivel original. La baja temperatura, la alta temperatura, la sequía y el estrés salino redujeron la expresión de la mayoría en diferentes grados; cuando las semillas germinaron bajo encharcamiento y estrés por cadmio, , , , , y se regulaban al alza hasta cierto punto.

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