Identificación y análisis a nivel genómico de los genes de la familia de maíz en respuesta a la sal, el calor y el frío en la etapa de plántula
Autores: Li, Gang; Chen, Ziqiang; Guo, Xinrui; Tian, Dagang; Li, Chenchen; Lin, Min; Hu, Changquan; Yan, Jingwan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Identificación y análisis a nivel genómico de los genes de la familia de maíz en respuesta a la sal, el calor y el frío en la etapa de plántula
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Proteínas
Estrés
Maíz
Genes
Calor
Regulación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 15
Citaciones: Sin citaciones
Las proteínas DnaJ, también conocidas como HSP40, desempeñan un papel clave en el crecimiento y desarrollo de las plantas, así como en la respuesta al estrés ambiental. Sin embargo, se ha realizado poca investigación integral sobre la familia de genes en el maíz. Aquí, identificamos 91 genes del maíz, que probablemente están distribuidos en el cloroplasto, núcleo y citoplasma. Nuestro análisis reveló que se clasificaron en tres tipos, con motivos proteicos conservados y estructuras genéticas dentro del mismo tipo, particularmente entre los miembros de la misma subfamilia. Los eventos de duplicación de genes probablemente han contribuido a la expansión de la familia en el maíz. El análisis de elementos cis-reguladores en promotores sugirió una participación en las respuestas al estrés, el crecimiento y desarrollo, y la sensibilidad a fitohormonas en el maíz. Específicamente, cuatro elementos reguladores cis-actuantes asociados con respuestas al estrés y regulación de fitohormonas indicaron un papel en la adaptación. El análisis de RNA-seq mostró expresión constitutiva de la mayoría de los genes, algunos específicamente en polen y endospermo. Más importante aún, ciertos genes también respondieron a estrés por sal, calor y frío, indicando una posible interacción entre redes regulatorias de estrés. Además, las respuestas tempranas al estrés por calor variaron entre cinco líneas endogámicas, con una regulación al alza de casi todos los genes probados en B73 y B104 después de 6 horas, y menos genes regulados al alza en QB1314, MD108 y Zheng58. Después de 72 horas, la mayoría de los genes en las líneas endogámicas sensibles al calor (B73 y B104) volvieron a niveles normales, mientras que muchos genes, incluidos ZmDnaJ55, 79, 88, 90 y 91, permanecieron regulados al alza en las líneas endogámicas tolerantes al calor (QB1314, MD108 y Zheng58), sugiriendo una función sinérgica para una protección prolongada contra el estrés por calor. En conclusión, nuestro estudio proporciona un análisis integral de la familia en el maíz y demuestra una correlación entre la tolerancia al estrés por calor y la regulación de la expresión génica dentro de esta familia. Esto ofrece una base teórica para la validación funcional futura de estos genes.
Descripción
Las proteínas DnaJ, también conocidas como HSP40, desempeñan un papel clave en el crecimiento y desarrollo de las plantas, así como en la respuesta al estrés ambiental. Sin embargo, se ha realizado poca investigación integral sobre la familia de genes en el maíz. Aquí, identificamos 91 genes del maíz, que probablemente están distribuidos en el cloroplasto, núcleo y citoplasma. Nuestro análisis reveló que se clasificaron en tres tipos, con motivos proteicos conservados y estructuras genéticas dentro del mismo tipo, particularmente entre los miembros de la misma subfamilia. Los eventos de duplicación de genes probablemente han contribuido a la expansión de la familia en el maíz. El análisis de elementos cis-reguladores en promotores sugirió una participación en las respuestas al estrés, el crecimiento y desarrollo, y la sensibilidad a fitohormonas en el maíz. Específicamente, cuatro elementos reguladores cis-actuantes asociados con respuestas al estrés y regulación de fitohormonas indicaron un papel en la adaptación. El análisis de RNA-seq mostró expresión constitutiva de la mayoría de los genes, algunos específicamente en polen y endospermo. Más importante aún, ciertos genes también respondieron a estrés por sal, calor y frío, indicando una posible interacción entre redes regulatorias de estrés. Además, las respuestas tempranas al estrés por calor variaron entre cinco líneas endogámicas, con una regulación al alza de casi todos los genes probados en B73 y B104 después de 6 horas, y menos genes regulados al alza en QB1314, MD108 y Zheng58. Después de 72 horas, la mayoría de los genes en las líneas endogámicas sensibles al calor (B73 y B104) volvieron a niveles normales, mientras que muchos genes, incluidos ZmDnaJ55, 79, 88, 90 y 91, permanecieron regulados al alza en las líneas endogámicas tolerantes al calor (QB1314, MD108 y Zheng58), sugiriendo una función sinérgica para una protección prolongada contra el estrés por calor. En conclusión, nuestro estudio proporciona un análisis integral de la familia en el maíz y demuestra una correlación entre la tolerancia al estrés por calor y la regulación de la expresión génica dentro de esta familia. Esto ofrece una base teórica para la validación funcional futura de estos genes.