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Perfilado comparativo del transcriptoma de raíces y análisis de la red reguladora de genes entre cultivares de zanahoria oriental y occidental (L.) revela genes candidatos para el patrón de tejido vascular

Autores: Kulkarni, Chaitra C.; Cholin, Sarvamangala S.; Bajpai, Akhilesh K.; Ondrasek, Gabrijel; Mesta, R. K.; Rathod, Santosha; Patil, H. B.

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Perfilado comparativo del transcriptoma de raíces y análisis de la red reguladora de genes entre cultivares de zanahoria oriental y occidental (L.) revela genes candidatos para el patrón de tejido vascular


Categoría

Ciencias Agrícolas y Biológicas

Subcategoría

Botánica

Palabras clave

Carotenoides
Antioxidante
Transcriptoma
Genes
Red reguladora
Cambium vascular

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 21

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La zanahoria (L.) es un vegetal muy consumido, rico en carotenoides, conocido por sus potentes propiedades antioxidantes, antiinflamatorias y de protección inmunológica. Si bien los estudios genéticos y moleculares se han centrado en gran medida en cultivares (cv) de zanahoria silvestre y occidental, se sabe poco sobre las interacciones evolutivas entre los cultivares orientales y occidentales estrechamente relacionados. En este estudio, realizamos un perfil transcriptómico comparativo de tejidos radiculares de zanahorias orientales (UHSBC-23-1) y occidentales (UHSBC-100) para comprender mejor los genes expresados diferencialmente (DEGs) asociados con el desarrollo de raíces de almacenamiento y la formación de tejido del cambium vascular (VC). A través de la mapeo guiado por referencia con TopHat, logramos una tasa de mapeo promedio del 73.87% e identificamos un total de 3544 DEGs (< 0.05). La anotación funcional y la clasificación de ontología genética revelaron 97 categorías funcionales, incluyendo 33 procesos biológicos, 19 componentes celulares, 45 procesos metabólicos y 26 vías KEGG. Notablemente, el cv oriental mostró un enriquecimiento en términos de pared celular, interacción planta-patógeno y transducción de señales, mientras que el cv occidental mostró dominio en términos de fotosíntesis, proceso metabólico y metabolismo del carbono. Además, la red reguladora de genes (GRN) construida para ambos cv. obtuvo ortólogos con 1222 genes responsivos al VC. En el cv occidental, la GRN reveló grupos de genes responsivos al VC asociados principalmente con procesos fotosintéticos y metabolismo del carbono. En contraste, el cv oriental exhibió un mayor número de genes responsivos al estrés, y se identificaron factores de transcripción (por ejemplo, MYB15, WRKY46, AP2/ERF TF conectados a través de vías de señalización con NAC036) como reguladores maestros de la diferenciación de vasos de xilema y el engrosamiento de la pared celular secundaria. Al elucidar por primera vez los perfiles transcriptómicos comparativos de los cultivares orientales y occidentales, nuestro estudio proporciona valiosos conocimientos sobre los genes expresados diferencialmente involucrados en el desarrollo de raíces y la formación de tejido VC. La identificación de genes reguladores clave y sus roles en estos procesos representa un avance significativo en nuestra comprensión de las relaciones evolutivas y los mecanismos moleculares subyacentes al crecimiento secundario de la zanahoria y la regulación por el cambium vascular.

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