Análisis Preliminar del Mecanismo de Formación del Color de las Flores en el Brócoli () Basado en Transcriptómica y Metabolómica Dirigida
Autores: Shao, Qingqing; Chen, Mindong; Cheng, Saichuan; Lin, Huangfang; Lin, Biying; Lin, Honghui; Liu, Jianting; Zhu, Haisheng
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Análisis Preliminar del Mecanismo de Formación del Color de las Flores en el Brócoli () Basado en Transcriptómica y Metabolómica Dirigida
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Color de la flor
Compuestos de antocianinas
Metabolismo de la clorofila
Análisis transcriptómico
Mecanismos moleculares
Variedades de brócoli
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 8
Citaciones: Sin citaciones
El color de los floretes es un rasgo fenotípico crucial en el brócoli, que sirve como un indicador de madurez y determina su valor en el mercado. Sin embargo, los mecanismos subyacentes a la variación del color siguen siendo poco claros. En este estudio, se eligieron seis variedades de brócoli con diferentes colores de floretes en la cosecha como materiales. Se midieron la diferencia de color y el contenido de pigmentos de los floretes, y se realizó un análisis combinado del metaboloma y transcriptoma dirigido a antocianinas. Nuestros hallazgos revelaron que la clorofila a influye principalmente en la coloración verde, verde amarillento y verde claro, mientras que el contenido de cera puede contribuir a la coloración verde grisáceo. La coloración azul-verde y azul oscuro-verde son reguladas tanto por la clorofila a como por las antocianinas. La metabolómica dirigida identificó cinco compuestos de antocianinas, siendo el peonidina-3-O-glucósido un metabolito clave para la coloración azul-verde y el delphinidina-3-O-glucósido-5-O-galactósido y peonidina-3,5-O-diglucósido para la coloración azul oscuro-verde. El análisis transcriptómico identificó a CHLG como un posible regulador clave para la coloración de floretes verde amarillento y verde claro. La coloración azul-verde parece estar coregulada por una combinación de genes, incluidos el gen de biosíntesis de clorofila HEMF; genes de biosíntesis de antocianinas (PAL, FLS y UGT); y genes de degradación de clorofila (SGR, PPD y NYC). Además, los genes ascendentes involucrados tanto en el metabolismo de la clorofila (CHLI, CHLD, CHLM, DVR y CLH) como en la biosíntesis de antocianinas (PAL, 4CL, CHS, F3H y FLS) juegan roles cruciales en la determinación de la coloración azul oscuro-verde de los floretes. Mientras tanto, los factores de transcripción de las familias WRKY, NAC y TCP están involucrados en el metabolismo de la clorofila, mientras que los de las familias bHLH y MYB participan en la síntesis de antocianinas. El WGCNA identificó un gen Hub para el metabolismo de la clorofila y dos para la síntesis de antocianinas. En conclusión, se identificaron 35 genes candidatos, incluidos 21 involucrados en el metabolismo de la clorofila y 14 en la biosíntesis de antocianinas. Este estudio proporciona nuevas perspectivas sobre los mecanismos moleculares de la coloración de los floretes y establece una base para la cría molecular en el brócoli.
Descripción
El color de los floretes es un rasgo fenotípico crucial en el brócoli, que sirve como un indicador de madurez y determina su valor en el mercado. Sin embargo, los mecanismos subyacentes a la variación del color siguen siendo poco claros. En este estudio, se eligieron seis variedades de brócoli con diferentes colores de floretes en la cosecha como materiales. Se midieron la diferencia de color y el contenido de pigmentos de los floretes, y se realizó un análisis combinado del metaboloma y transcriptoma dirigido a antocianinas. Nuestros hallazgos revelaron que la clorofila a influye principalmente en la coloración verde, verde amarillento y verde claro, mientras que el contenido de cera puede contribuir a la coloración verde grisáceo. La coloración azul-verde y azul oscuro-verde son reguladas tanto por la clorofila a como por las antocianinas. La metabolómica dirigida identificó cinco compuestos de antocianinas, siendo el peonidina-3-O-glucósido un metabolito clave para la coloración azul-verde y el delphinidina-3-O-glucósido-5-O-galactósido y peonidina-3,5-O-diglucósido para la coloración azul oscuro-verde. El análisis transcriptómico identificó a CHLG como un posible regulador clave para la coloración de floretes verde amarillento y verde claro. La coloración azul-verde parece estar coregulada por una combinación de genes, incluidos el gen de biosíntesis de clorofila HEMF; genes de biosíntesis de antocianinas (PAL, FLS y UGT); y genes de degradación de clorofila (SGR, PPD y NYC). Además, los genes ascendentes involucrados tanto en el metabolismo de la clorofila (CHLI, CHLD, CHLM, DVR y CLH) como en la biosíntesis de antocianinas (PAL, 4CL, CHS, F3H y FLS) juegan roles cruciales en la determinación de la coloración azul oscuro-verde de los floretes. Mientras tanto, los factores de transcripción de las familias WRKY, NAC y TCP están involucrados en el metabolismo de la clorofila, mientras que los de las familias bHLH y MYB participan en la síntesis de antocianinas. El WGCNA identificó un gen Hub para el metabolismo de la clorofila y dos para la síntesis de antocianinas. En conclusión, se identificaron 35 genes candidatos, incluidos 21 involucrados en el metabolismo de la clorofila y 14 en la biosíntesis de antocianinas. Este estudio proporciona nuevas perspectivas sobre los mecanismos moleculares de la coloración de los floretes y establece una base para la cría molecular en el brócoli.