Análisis multi-ómicos descubren el mecanismo subyacente a la biosíntesis de glucósidos de esteviol mejorada por poliploidia en
Autores: Liu, Juan; Wang, Jiaxue; Chen, Mingjia; Meng, Wenna; Ding, Anping; Chen, Miao; Ding, Rongping; Tan, Mingpu; Xiang, Zengxu
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Análisis multi-ómicos descubren el mecanismo subyacente a la biosíntesis de glucósidos de esteviol mejorada por poliploidia en
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Planta edulcorante valiosa
Glucósidos de esteviol
Poliploide
Metabolitos
Transcriptoma
Mecanismos regulatorios
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 8
Citaciones: Sin citaciones
(Bertoni) es una planta edulcorante valiosa cuya dulzura proviene principalmente de los glucósidos de esteviol (SGs), especialmente del rebaudiósido A (RA). La poliploidización tiene el potencial de aumentar el contenido de ingredientes activos en plantas medicinales, lo que convierte esta estrategia en una vía prometedora para la mejora genética. Sin embargo, los mecanismos regulatorios subyacentes que contribuyen al contenido fluctuante de SGs entre la estevia autotetraploide y diploide siguen siendo poco claros. En este estudio, empleamos análisis metabólico para identificar 916 metabolitos acumulados diferencialmente (DAMs), siendo la mayoría, específicamente terpenoides, flavonoides y lípidos, exhibiendo una regulación positiva debido a la poliploidización. Notablemente, el contenido del metabolito característico de la estevia, los SGs (incluyendo RA, esteviolbiosido y rebaudiósido C), junto con su precursor esteviol, aumentó significativamente después de la poliploidización. Además, un análisis exhaustivo del transcriptoma y metaboloma reveló que la mayoría de los genes expresados diferencialmente (DEGs) involucrados en la vía de síntesis de SGs fueron regulados al alza en la estevia autotetraploide, y estos DEGs mostraron una correlación positiva con los SGs aumentados por la poliploidización. Adicionalmente, el análisis de red multi-óptica indicó que varias familias de factores de transcripción (como cinco, cuatro, tres, ocho y tres), varios genes transportadores (cuatro transportadores ABC, tres transportadores de triosa-fosfato y dos transportadores de eflujo de azúcares para el intercambio intercelular), así como microorganismos (incluyendo y) estaban correlacionados positivamente con la acumulación de RA y esteviol. En general, nuestros resultados indican la presencia de un circuito regulador orquestado por la poliploidización, que recluta microbios beneficiosos del rizosfera y modula la expresión de genes asociados con la biosíntesis de SG, mejorando en última instancia el contenido de SG en la estevia. Este hallazgo proporcionará nuevas perspectivas para promover la propagación y el desarrollo industrial de la estevia.
Descripción
(Bertoni) es una planta edulcorante valiosa cuya dulzura proviene principalmente de los glucósidos de esteviol (SGs), especialmente del rebaudiósido A (RA). La poliploidización tiene el potencial de aumentar el contenido de ingredientes activos en plantas medicinales, lo que convierte esta estrategia en una vía prometedora para la mejora genética. Sin embargo, los mecanismos regulatorios subyacentes que contribuyen al contenido fluctuante de SGs entre la estevia autotetraploide y diploide siguen siendo poco claros. En este estudio, empleamos análisis metabólico para identificar 916 metabolitos acumulados diferencialmente (DAMs), siendo la mayoría, específicamente terpenoides, flavonoides y lípidos, exhibiendo una regulación positiva debido a la poliploidización. Notablemente, el contenido del metabolito característico de la estevia, los SGs (incluyendo RA, esteviolbiosido y rebaudiósido C), junto con su precursor esteviol, aumentó significativamente después de la poliploidización. Además, un análisis exhaustivo del transcriptoma y metaboloma reveló que la mayoría de los genes expresados diferencialmente (DEGs) involucrados en la vía de síntesis de SGs fueron regulados al alza en la estevia autotetraploide, y estos DEGs mostraron una correlación positiva con los SGs aumentados por la poliploidización. Adicionalmente, el análisis de red multi-óptica indicó que varias familias de factores de transcripción (como cinco, cuatro, tres, ocho y tres), varios genes transportadores (cuatro transportadores ABC, tres transportadores de triosa-fosfato y dos transportadores de eflujo de azúcares para el intercambio intercelular), así como microorganismos (incluyendo y) estaban correlacionados positivamente con la acumulación de RA y esteviol. En general, nuestros resultados indican la presencia de un circuito regulador orquestado por la poliploidización, que recluta microbios beneficiosos del rizosfera y modula la expresión de genes asociados con la biosíntesis de SG, mejorando en última instancia el contenido de SG en la estevia. Este hallazgo proporcionará nuevas perspectivas para promover la propagación y el desarrollo industrial de la estevia.