Clonación y análisis funcional del gen del árbol de tung ()
Autores: Liao, Li-Yu; He, Zhang-Qi; Zhang, Lin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Clonación y análisis funcional del gen del árbol de tung ()
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
árbol de tung
Flores femeninas
Citoquininas
Expresión génica
Desarrollo floral
6-BA
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 16
Citaciones: Sin citaciones
El árbol de tung () es una de las cuatro principales especies lechosas de semillas oleaginosas en China. Sin embargo, su rendimiento de frutos se ve gravemente obstaculizado por el bajo número de flores femeninas y la relación desequilibrada entre flores masculinas y femeninas, lo que es un problema que restringe el desarrollo de la industria de semillas oleaginosas. Investigaciones anteriores han demostrado que la aplicación exógena de citoquininas puede aumentar significativamente el número de flores femeninas, aunque el mecanismo regulador subyacente sigue siendo elusivo. Para elucidar la participación de , un miembro de la familia de ARRs tipo A, en la regulación exógena de citoquininas de la diferenciación sexual de flores en el árbol de tung, este estudio realizó un análisis bioinformático integral de las propiedades fisicoquímicas, características estructurales y relaciones evolutivas de la proteína codificada por . Además, se realizó un análisis de función génica utilizando técnicas de localización subcelular, qRT-PCR y transformación genética. Los hallazgos revelaron que la región codificante del gen abarcaba 471 pb, codificando una proteína inestable de 156 aminoácidos con una masa molecular relativa de 17.4 kDa. El análisis filogenético demostró una mayor similitud entre del árbol de tung y el gen RR17 de , , , y otras especies dentro de la familia Euphorbiaceae en comparación con otras especies, observándose la mayor similitud del 86% con el gen RR17 de . El análisis de qRT-PCR indicó que mostró altos niveles de expresión durante la etapa temprana de los brotes de inflorescencia del árbol de tung tras el tratamiento con 6-BA, alcanzando un pico a las 24 h y mostrando un aumento de 3.47 veces en comparación con el nivel a 0 h. En las flores femeninas y masculinas del árbol de tung, la expresión en flores femeninas durante el período de 1 DBF fue significativamente mayor que en flores masculinas, exhibiendo una diferencia de aproximadamente 47.91 veces. Además, se observó una expresión diferencial notable en las raíces, hojas y segmentos de pecíolos del árbol de tung bajo estrés por baja temperatura en el punto de tiempo de 12 h. En Arabidopsis transgénico, las líneas y las líneas tipo salvaje mostraron tiempos de floración significativamente diferentes bajo un tratamiento exógeno de 6-BA a una concentración de 2 mg/L, con las líneas experimentando un retraso de 11 días en comparación con las líneas tipo salvaje. Además, el número de cápsulas de fruta en las líneas de Arabidopsis transgénico se redujo significativamente en 28 en comparación con las líneas tipo salvaje a una concentración de 6-BA de 3 mg/L. Estos hallazgos sugieren que probablemente juega un papel crítico en la regulación del desarrollo floral en respuesta a 6-BA exógeno, proporcionando valiosos conocimientos sobre los mecanismos subyacentes a la regulación mediada por 6-BA del desarrollo de flores femeninas en el árbol de tung.
Descripción
El árbol de tung () es una de las cuatro principales especies lechosas de semillas oleaginosas en China. Sin embargo, su rendimiento de frutos se ve gravemente obstaculizado por el bajo número de flores femeninas y la relación desequilibrada entre flores masculinas y femeninas, lo que es un problema que restringe el desarrollo de la industria de semillas oleaginosas. Investigaciones anteriores han demostrado que la aplicación exógena de citoquininas puede aumentar significativamente el número de flores femeninas, aunque el mecanismo regulador subyacente sigue siendo elusivo. Para elucidar la participación de , un miembro de la familia de ARRs tipo A, en la regulación exógena de citoquininas de la diferenciación sexual de flores en el árbol de tung, este estudio realizó un análisis bioinformático integral de las propiedades fisicoquímicas, características estructurales y relaciones evolutivas de la proteína codificada por . Además, se realizó un análisis de función génica utilizando técnicas de localización subcelular, qRT-PCR y transformación genética. Los hallazgos revelaron que la región codificante del gen abarcaba 471 pb, codificando una proteína inestable de 156 aminoácidos con una masa molecular relativa de 17.4 kDa. El análisis filogenético demostró una mayor similitud entre del árbol de tung y el gen RR17 de , , , y otras especies dentro de la familia Euphorbiaceae en comparación con otras especies, observándose la mayor similitud del 86% con el gen RR17 de . El análisis de qRT-PCR indicó que mostró altos niveles de expresión durante la etapa temprana de los brotes de inflorescencia del árbol de tung tras el tratamiento con 6-BA, alcanzando un pico a las 24 h y mostrando un aumento de 3.47 veces en comparación con el nivel a 0 h. En las flores femeninas y masculinas del árbol de tung, la expresión en flores femeninas durante el período de 1 DBF fue significativamente mayor que en flores masculinas, exhibiendo una diferencia de aproximadamente 47.91 veces. Además, se observó una expresión diferencial notable en las raíces, hojas y segmentos de pecíolos del árbol de tung bajo estrés por baja temperatura en el punto de tiempo de 12 h. En Arabidopsis transgénico, las líneas y las líneas tipo salvaje mostraron tiempos de floración significativamente diferentes bajo un tratamiento exógeno de 6-BA a una concentración de 2 mg/L, con las líneas experimentando un retraso de 11 días en comparación con las líneas tipo salvaje. Además, el número de cápsulas de fruta en las líneas de Arabidopsis transgénico se redujo significativamente en 28 en comparación con las líneas tipo salvaje a una concentración de 6-BA de 3 mg/L. Estos hallazgos sugieren que probablemente juega un papel crítico en la regulación del desarrollo floral en respuesta a 6-BA exógeno, proporcionando valiosos conocimientos sobre los mecanismos subyacentes a la regulación mediada por 6-BA del desarrollo de flores femeninas en el árbol de tung.