La deficiencia mejora la tolerancia a la salinidad en el arroz al regular la homeostasis de iones, la actividad antioxidante y la expresión génica receptiva al estrés
Autores: Liu, Juan; Tang, Mingming; Lu, Yun; Yan, Huimin; Liu, Yang; Cao, Yongrun; Song, Xiaohua; Liu, Qiuyuan; Ji, Xin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
La deficiencia mejora la tolerancia a la salinidad en el arroz al regular la homeostasis de iones, la actividad antioxidante y la expresión génica receptiva al estrés
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Agronomía y Ciencia de los Cultivos
Palabras clave
Salinización del suelo
Arroz
Tolerancia al estrés por salinidad
Mutante
Perfilado transcriptómico
Genes responsivos al estrés
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 22
Citaciones: Sin citaciones
La salinización del suelo ha surgido como una amenaza global significativa para la productividad agrícola. El arroz es susceptible al estrés por salinidad en la etapa de plántula. Sin embargo, los mecanismos subyacentes a las respuestas del arroz al estrés por salinidad aún no están completamente caracterizados. En este estudio, se ha caracterizado una línea mutante de inserción de ADN transferido (T-DNA) de arroz, designada (Os12g0594200), para dilucidar su papel funcional en la tolerancia al estrés salino. Un análisis de PCR cuantitativo en tiempo real (RT-qPCR) reveló que el estrés salino inhibió la expresión de , con el mutante mostrando niveles de expresión insignificantes. Un análisis fenotípico mostró que la pérdida de mejoró la elongación de la raíz primaria, e incrementó la tasa de supervivencia para mejorar la tolerancia al estrés salino. En comparación con el tipo silvestre (DJ), el mutante acumuló menos Na y más K en los brotes bajo estrés salino. Además, el mutante mostró una disminución en la acumulación de malondialdehído (MDA) y mejoró las actividades de superóxido dismutasa (SOD) y peroxidasa (POD) bajo estrés salino. El perfilado transcriptómico identificó 1236 genes diferencialmente expresados (DEGs) entre y las raíces DJ bajo estrés salino. Un análisis de enriquecimiento funcional reveló que los DEGs estaban enriquecidos en la actividad de proteínas quinasas de serina/treonina, vías de señal de Ca, y la vía de señalización MAPK. Notablemente, la regulación al alza de quinasas de proteínas críticas (PKs) y factores de transcripción (TFs), incluyendo , , y , probablemente contribuyen al efecto de la mutación para la tolerancia al estrés salino. En conjunto, análisis fisiológicos y moleculares exhaustivos demostraron que la pérdida de mejora la tolerancia al estrés salino del arroz a través de múltiples mecanismos, incluida la regulación de la homeostasis K/Na, la modulación de las actividades de enzimas antioxidantes y la reprogramación transcripcional de genes sensibles al estrés. Este estudio no solo dilucida la función de un nuevo gen de respuesta al estrés salino en el arroz, sino que también proporciona recursos genéticos valiosos para el desarrollo de cultivares de arroz tolerantes a la sal mediante enfoques de cría molecular.
Descripción
La salinización del suelo ha surgido como una amenaza global significativa para la productividad agrícola. El arroz es susceptible al estrés por salinidad en la etapa de plántula. Sin embargo, los mecanismos subyacentes a las respuestas del arroz al estrés por salinidad aún no están completamente caracterizados. En este estudio, se ha caracterizado una línea mutante de inserción de ADN transferido (T-DNA) de arroz, designada (Os12g0594200), para dilucidar su papel funcional en la tolerancia al estrés salino. Un análisis de PCR cuantitativo en tiempo real (RT-qPCR) reveló que el estrés salino inhibió la expresión de , con el mutante mostrando niveles de expresión insignificantes. Un análisis fenotípico mostró que la pérdida de mejoró la elongación de la raíz primaria, e incrementó la tasa de supervivencia para mejorar la tolerancia al estrés salino. En comparación con el tipo silvestre (DJ), el mutante acumuló menos Na y más K en los brotes bajo estrés salino. Además, el mutante mostró una disminución en la acumulación de malondialdehído (MDA) y mejoró las actividades de superóxido dismutasa (SOD) y peroxidasa (POD) bajo estrés salino. El perfilado transcriptómico identificó 1236 genes diferencialmente expresados (DEGs) entre y las raíces DJ bajo estrés salino. Un análisis de enriquecimiento funcional reveló que los DEGs estaban enriquecidos en la actividad de proteínas quinasas de serina/treonina, vías de señal de Ca, y la vía de señalización MAPK. Notablemente, la regulación al alza de quinasas de proteínas críticas (PKs) y factores de transcripción (TFs), incluyendo , , y , probablemente contribuyen al efecto de la mutación para la tolerancia al estrés salino. En conjunto, análisis fisiológicos y moleculares exhaustivos demostraron que la pérdida de mejora la tolerancia al estrés salino del arroz a través de múltiples mecanismos, incluida la regulación de la homeostasis K/Na, la modulación de las actividades de enzimas antioxidantes y la reprogramación transcripcional de genes sensibles al estrés. Este estudio no solo dilucida la función de un nuevo gen de respuesta al estrés salino en el arroz, sino que también proporciona recursos genéticos valiosos para el desarrollo de cultivares de arroz tolerantes a la sal mediante enfoques de cría molecular.