Análisis de la evolución específica de linajes de la familia de acuaporinas (AQP) en Brassicales
Autores: Zou, Zhi; Zheng, Yujiao; Xie, Zhengnan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Análisis de la evolución específica de linajes de la familia de acuaporinas (AQP) en Brassicales
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Acuaporinas
Familia de genes
Papaya
Proteínas de membrana
Subfamilias
Evolución
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 9
Citaciones: Sin citaciones
Las aquaporinas (AQPs), un tipo de proteínas de membrana intrínsecas que transportan agua y pequeños solutos a través de las membranas biológicas, desempeñan roles cruciales en el crecimiento y desarrollo de las plantas. Este estudio presenta una primera identificación a nivel genómico y un análisis comparativo de la familia de genes en la papaya (L.), un árbol frutal de importancia económica y nutricional en regiones tropicales y subtropicales. Se identificaron un total de 29 genes, que representan cinco subfamilias, es decir, nueve proteínas de membrana intrínsecas plasmáticas (PIPs), ocho proteínas intrínsecas del tonoplasto (TIPs), siete proteínas intrínsecas similares a NOD26 (NIPs), dos proteínas intrínsecas X (XIPs) y tres proteínas intrínsecas básicas pequeñas (SIPs). Aunque la familia es más pequeña que los 35 miembros reportados en Arabidopsis, es altamente diversa, y la presencia de genes así como ortólogos en sugiere que la pérdida completa de la subfamilia XIP en Arabidopsis es específica de linaje, en algún momento después de su separación con la papaya pero antes de la divergencia entre Brassicaceae y Cleomaceae. La comparación de secuencias basada en el mejor hit recíproco de 530 AQPs y los análisis de sintecnía revelaron que los genes pertenecen a 29 de los 61 ortogrupos identificados, y la evolución específica de linaje se observó con frecuencia en Brassicales. Significativamente, el grupo NIP3, bien caracterizado, se perdió completamente; la pérdida específica de linaje del grupo NIP8 en Brassicaceae ocurrió en algún momento antes de la divergencia con Cleomaceae, y la pérdida específica de linaje de los grupos NIP2 y SIP3 en Brassicaceae ocurrió en algún momento después de la separación con Cleomaceae. En contraste con el papel predominante de las duplicaciones recientes de genoma completo (WGDs) en la expansión de la familia en plantas de , , y Brassicaceae, no se identificaron repeticiones recientes en la papaya, y las repeticiones antiguas de WGD están principalmente confinadas a la subfamilia PIP. Se descubrió incluso la evolución específica del grupo de subfamilias mediante la comparación de estructuras de exón-intrón, motivos conservados, el filtro de selectividad aromático/arginina y perfiles de expresión génica. Además, se observaron con frecuencia la regulación a la baja durante la maduración de la fruta y la divergencia de expresión de los genes duplicados en la papaya. Estos hallazgos no solo mejorarán nuestro conocimiento sobre la evolución de la familia específica de linaje en Brassicales, sino que también proporcionarán información valiosa para futuros estudios de genes en la papaya y especies más allá.
Descripción
Las aquaporinas (AQPs), un tipo de proteínas de membrana intrínsecas que transportan agua y pequeños solutos a través de las membranas biológicas, desempeñan roles cruciales en el crecimiento y desarrollo de las plantas. Este estudio presenta una primera identificación a nivel genómico y un análisis comparativo de la familia de genes en la papaya (L.), un árbol frutal de importancia económica y nutricional en regiones tropicales y subtropicales. Se identificaron un total de 29 genes, que representan cinco subfamilias, es decir, nueve proteínas de membrana intrínsecas plasmáticas (PIPs), ocho proteínas intrínsecas del tonoplasto (TIPs), siete proteínas intrínsecas similares a NOD26 (NIPs), dos proteínas intrínsecas X (XIPs) y tres proteínas intrínsecas básicas pequeñas (SIPs). Aunque la familia es más pequeña que los 35 miembros reportados en Arabidopsis, es altamente diversa, y la presencia de genes así como ortólogos en sugiere que la pérdida completa de la subfamilia XIP en Arabidopsis es específica de linaje, en algún momento después de su separación con la papaya pero antes de la divergencia entre Brassicaceae y Cleomaceae. La comparación de secuencias basada en el mejor hit recíproco de 530 AQPs y los análisis de sintecnía revelaron que los genes pertenecen a 29 de los 61 ortogrupos identificados, y la evolución específica de linaje se observó con frecuencia en Brassicales. Significativamente, el grupo NIP3, bien caracterizado, se perdió completamente; la pérdida específica de linaje del grupo NIP8 en Brassicaceae ocurrió en algún momento antes de la divergencia con Cleomaceae, y la pérdida específica de linaje de los grupos NIP2 y SIP3 en Brassicaceae ocurrió en algún momento después de la separación con Cleomaceae. En contraste con el papel predominante de las duplicaciones recientes de genoma completo (WGDs) en la expansión de la familia en plantas de , , y Brassicaceae, no se identificaron repeticiones recientes en la papaya, y las repeticiones antiguas de WGD están principalmente confinadas a la subfamilia PIP. Se descubrió incluso la evolución específica del grupo de subfamilias mediante la comparación de estructuras de exón-intrón, motivos conservados, el filtro de selectividad aromático/arginina y perfiles de expresión génica. Además, se observaron con frecuencia la regulación a la baja durante la maduración de la fruta y la divergencia de expresión de los genes duplicados en la papaya. Estos hallazgos no solo mejorarán nuestro conocimiento sobre la evolución de la familia específica de linaje en Brassicales, sino que también proporcionarán información valiosa para futuros estudios de genes en la papaya y especies más allá.