Análisis Comparativo de las Respuestas de los Genes de Biosíntesis de Fitohormonas a la Luz Alta a Largo Plazo en Cultivares de Trigo Tolerantes y Sensibles
Autores: Li, Zhi-Ang; Fahad, Muhammad; Li, Wan-Chang; Tariq, Leeza; Liu, Miao-Miao; Liu, Ya-Nan; Wang, Tai-Xia
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Análisis Comparativo de las Respuestas de los Genes de Biosíntesis de Fitohormonas a la Luz Alta a Largo Plazo en Cultivares de Trigo Tolerantes y Sensibles
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Fitohormonas
Procesos de desarrollo
Crecimiento
Fotosíntesis
Luz intensa
Temperatura
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 9
Citaciones: Sin citaciones
Las fitohormonas son vitales para los procesos de desarrollo, desde la iniciación de órganos hasta la senescencia, y son reguladores clave del crecimiento, desarrollo y fotosíntesis. En entornos naturales, las plantas a menudo experimentan intensidades de luz alta (HL) junto con temperaturas elevadas, lo que representa amenazas significativas para la producción agrícola. Sin embargo, la respuesta de los genes relacionados con fitohormonas a la exposición prolongada a HL sigue siendo poco clara. Aquí, examinamos los niveles de expresión de genes involucrados en la biosíntesis de diez fitohormonas, incluyendo giberelinas, citoquininas, ácido salicílico, ácido jasmonico, ácido abscísico, brasinosteroides, ácido indol-3-acético, estrigolactonas, óxido nítrico y etileno, en dos cultivares de trigo de invierno, Xiaoyan 54 (XY54, tolerante a HL) y Jing 411 (J411, sensible a HL), cuando se transfirieron de luz baja a HL durante 2-8 días. Bajo HL, la mayoría de los genes fueron marcadamente inhibidos, mientras que algunos, como , , , y , fueron inducidos en ambas variedades. Curiosamente, y la expresión se correlacionó positivamente con el contenido de azúcar pero negativamente con el contenido de clorofila y expresión. Además, observamos que ambas variedades experimentaron una fuerte disminución en el contenido de clorofila y el rendimiento de fotosíntesis después de una exposición prolongada a HL, siendo J411 significativamente más sensible que XY54. El análisis de agrupamiento jerárquico clasificó los genes de fitohormonas en los siguientes tres grupos: el Grupo 1 incluyó seis genes altamente expresados en J411; el Grupo 2 contenía 25 genes drásticamente suprimidos por HL en ambas variedades; y el Grupo 3 contenía tres genes altamente expresados en XY54. Notablemente, los genes de biosíntesis de ácido abscísico (ABA) y ácido jasmonico (JA) y su contenido fueron significativamente más altos, mientras que el contenido de giberelinas (GA) fue menor en XY54 que en J411. En conjunto, estos resultados sugieren que la expresión y el contenido diferencial de GA, ABA y JA juegan roles cruciales en las respuestas contrastantes de los cultivares de trigo tolerantes y sensibles a la senescencia foliar inducida por HL a largo plazo. Este estudio mejora nuestra comprensión de los mecanismos subyacentes a la tolerancia a HL en el trigo y puede guiar el desarrollo de variedades de trigo más resilientes.
Descripción
Las fitohormonas son vitales para los procesos de desarrollo, desde la iniciación de órganos hasta la senescencia, y son reguladores clave del crecimiento, desarrollo y fotosíntesis. En entornos naturales, las plantas a menudo experimentan intensidades de luz alta (HL) junto con temperaturas elevadas, lo que representa amenazas significativas para la producción agrícola. Sin embargo, la respuesta de los genes relacionados con fitohormonas a la exposición prolongada a HL sigue siendo poco clara. Aquí, examinamos los niveles de expresión de genes involucrados en la biosíntesis de diez fitohormonas, incluyendo giberelinas, citoquininas, ácido salicílico, ácido jasmonico, ácido abscísico, brasinosteroides, ácido indol-3-acético, estrigolactonas, óxido nítrico y etileno, en dos cultivares de trigo de invierno, Xiaoyan 54 (XY54, tolerante a HL) y Jing 411 (J411, sensible a HL), cuando se transfirieron de luz baja a HL durante 2-8 días. Bajo HL, la mayoría de los genes fueron marcadamente inhibidos, mientras que algunos, como , , , y , fueron inducidos en ambas variedades. Curiosamente, y la expresión se correlacionó positivamente con el contenido de azúcar pero negativamente con el contenido de clorofila y expresión. Además, observamos que ambas variedades experimentaron una fuerte disminución en el contenido de clorofila y el rendimiento de fotosíntesis después de una exposición prolongada a HL, siendo J411 significativamente más sensible que XY54. El análisis de agrupamiento jerárquico clasificó los genes de fitohormonas en los siguientes tres grupos: el Grupo 1 incluyó seis genes altamente expresados en J411; el Grupo 2 contenía 25 genes drásticamente suprimidos por HL en ambas variedades; y el Grupo 3 contenía tres genes altamente expresados en XY54. Notablemente, los genes de biosíntesis de ácido abscísico (ABA) y ácido jasmonico (JA) y su contenido fueron significativamente más altos, mientras que el contenido de giberelinas (GA) fue menor en XY54 que en J411. En conjunto, estos resultados sugieren que la expresión y el contenido diferencial de GA, ABA y JA juegan roles cruciales en las respuestas contrastantes de los cultivares de trigo tolerantes y sensibles a la senescencia foliar inducida por HL a largo plazo. Este estudio mejora nuestra comprensión de los mecanismos subyacentes a la tolerancia a HL en el trigo y puede guiar el desarrollo de variedades de trigo más resilientes.