Crianza por retrocruzamiento asistida por marcadores de líneas de maíz tolerantes a la sequía transformadas por el gen de vacuolar H-pirofosfatasa () de
Autores: Cao, Yang; Yu, Haoqiang; Guo, Xin; Lu, Yanli; Li, Wanchen; Fu, Fengling
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Crianza por retrocruzamiento asistida por marcadores de líneas de maíz tolerantes a la sequía transformadas por el gen de vacuolar H-pirofosfatasa () de
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Maíz
Ingeniería genética
Tolerancia a la sequía
Selección de fondo
Gen transgénico
Estrés por sequía
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 11
Citaciones: Sin citaciones
El maíz es altamente sensible a la falta de agua, pero tiene una alta transpiración y producción de biomasa, lo que lleva a una demanda de agua sustancial. La ingeniería genética puede superar el aislamiento reproductivo y utilizar genes tolerantes a la sequía de especies distantes. Es un relicto de la glaciación terciaria que puede adaptarse a condiciones ambientales adversas. En nuestro estudio anterior, se generaron cinco líneas T homocigotas de maíz que sobreexpresan el gen y mostraron una mejora en la tolerancia a la sequía. Sin embargo, la línea parental receptora Zh-1 tenía un rendimiento y un desempeño agronómico pobres. En el presente estudio, el gen fue retrocruzado desde el padre donante L10 (una de las cinco líneas T) hacia el padre recurrente Chang 7-2 (uno de los padres élite del híbrido comercial Zhengdan 958). En total, se desarrollaron 103 marcadores InDel que se utilizaron para la selección asistida del fondo genético. Después de dos generaciones de selección en primer plano mediante la pulverización de glufosinato, la detección de tiras de CP4 EPSP MAb1 y la amplificación por PCR del gen, junto con la similitud de rasgos agronómicos con el padre recurrente, y la selección de fondo asistida por estos marcadores InDel, el gen transgénico se volvió homocigoto en las líneas BC. La tasa promedio de recuperación del fondo genético del padre recurrente alcanzó el 74.80% en la población BC y el 91.93% en la población BC, respectivamente. Los resultados de RT-PCR y RT-qPCR indicaron la expresión estable del gen en las dos líneas BCF seleccionadas, BC-36-12 y BC-5-15. La tolerancia a la sequía de estas dos líneas BCF mejoró significativamente en comparación con el padre recurrente Chang 7-2, como lo reveló su fenotipo de marchitez y la tasa de supervivencia de las plántulas. Esta mejora estuvo relacionada con el aumento de la capacidad de retención de agua, como lo indican un mayor RWC y la reducción de daños, como se muestra por la disminución en REL, MDA y HO bajo estrés por sequía. El resultado de la evaluación en campo en dos entornos áridos y semiáridos indicó que la tolerancia a la sequía de Chang 7-2 mejoró significativamente. Este estudio sugiere que el mejorado Chang 7-2 puede cruzarse con Zheng 58 para desarrollar el híbrido comercial transgénico Zhengdan 958.
Descripción
El maíz es altamente sensible a la falta de agua, pero tiene una alta transpiración y producción de biomasa, lo que lleva a una demanda de agua sustancial. La ingeniería genética puede superar el aislamiento reproductivo y utilizar genes tolerantes a la sequía de especies distantes. Es un relicto de la glaciación terciaria que puede adaptarse a condiciones ambientales adversas. En nuestro estudio anterior, se generaron cinco líneas T homocigotas de maíz que sobreexpresan el gen y mostraron una mejora en la tolerancia a la sequía. Sin embargo, la línea parental receptora Zh-1 tenía un rendimiento y un desempeño agronómico pobres. En el presente estudio, el gen fue retrocruzado desde el padre donante L10 (una de las cinco líneas T) hacia el padre recurrente Chang 7-2 (uno de los padres élite del híbrido comercial Zhengdan 958). En total, se desarrollaron 103 marcadores InDel que se utilizaron para la selección asistida del fondo genético. Después de dos generaciones de selección en primer plano mediante la pulverización de glufosinato, la detección de tiras de CP4 EPSP MAb1 y la amplificación por PCR del gen, junto con la similitud de rasgos agronómicos con el padre recurrente, y la selección de fondo asistida por estos marcadores InDel, el gen transgénico se volvió homocigoto en las líneas BC. La tasa promedio de recuperación del fondo genético del padre recurrente alcanzó el 74.80% en la población BC y el 91.93% en la población BC, respectivamente. Los resultados de RT-PCR y RT-qPCR indicaron la expresión estable del gen en las dos líneas BCF seleccionadas, BC-36-12 y BC-5-15. La tolerancia a la sequía de estas dos líneas BCF mejoró significativamente en comparación con el padre recurrente Chang 7-2, como lo reveló su fenotipo de marchitez y la tasa de supervivencia de las plántulas. Esta mejora estuvo relacionada con el aumento de la capacidad de retención de agua, como lo indican un mayor RWC y la reducción de daños, como se muestra por la disminución en REL, MDA y HO bajo estrés por sequía. El resultado de la evaluación en campo en dos entornos áridos y semiáridos indicó que la tolerancia a la sequía de Chang 7-2 mejoró significativamente. Este estudio sugiere que el mejorado Chang 7-2 puede cruzarse con Zheng 58 para desarrollar el híbrido comercial transgénico Zhengdan 958.