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Análisis transcriptómico de las especies CAM bajo regímenes de baja y alta temperatura

Autores: Hu, Rongbin; Zhang, Jin; Jawdy, Sara; Sreedasyam, Avinash; Lipzen, Anna; Wang, Mei; Ng, Vivian; Daum, Christopher; Keymanesh, Keykhosrow; Liu, Degao; Hu, Alex; Chen, Jin-Gui; Tuskan, Gerald A.; Schmutz, Jeremy; Yang, Xiaohan

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Análisis transcriptómico de las especies CAM bajo regímenes de baja y alta temperatura


Categoría

Ciencias Agrícolas y Biológicas

Subcategoría

Botánica

Palabras clave

Estrés por temperatura
Expresión génica
Plantas CAM
Proteínas de choque térmico
Secuenciación del transcriptoma
Mecanismos moleculares

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 7

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El estrés térmico es uno de los principales factores ambientales limitantes que impactan negativamente en los rendimientos de los cultivos a nivel global. Es una especie de planta de metabolismo ácido crasuláceo (CAM) obligada, que exhibe una eficiencia en el uso del agua y una tolerancia a la sequía y al estrés por calor mucho mayores que las especies de plantas C o C. Estudios previos sobre las respuestas de expresión génica al estrés por bajas o altas temperaturas se han centrado en plantas C y C. Hay una falta de información sobre la regulación de la expresión génica por temperaturas bajas y altas en plantas CAM. Para abordar esta brecha de conocimiento, realizamos la secuenciación del transcriptoma (RNA-Seq) de tejidos de hojas y raíces bajo condiciones de frío (8 grados C), normales (25 grados C) y de calor (37 grados C) al amanecer (es decir, 2 horas antes del período de luz) y al anochecer (es decir, 2 horas antes del período de oscuridad). Nuestro análisis reveló genes diferencialmente expresados (DEGs) bajo tratamiento de frío o calor en comparación con condiciones normales en tejido de hojas o raíces en cada uno de los dos puntos temporales. En particular, se identificaron DEGs que exhiben ya sea la misma o la dirección opuesta del cambio de expresión (ya sea regulados al alza o a la baja) bajo tratamientos de frío y calor. Además, analizamos módulos de coexpresión génica regulados por tratamiento de frío o calor, y realizamos análisis en profundidad de la regulación de la expresión por estrés térmico para categorías de genes seleccionados, incluidos genes relacionados con CAM, genes que codifican factores de choque térmico y proteínas de choque térmico, genes del ritmo circadiano y genes del movimiento estomático. Nuestro estudio destaca tanto las estrategias moleculares comunes como las distintas empleadas por las plantas CAM y C/C en la adaptación a temperaturas extremas, proporcionando nuevas perspectivas sobre los mecanismos moleculares subyacentes a las respuestas al estrés térmico en especies CAM.

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