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Mecanismos novedosos subyacentes a la acumulación de caucho y la muerte celular programada en los canales laticíferos de los frutos: Análisis citológicos y transcriptómicos

Autores: Zhou, Yafu; Li, Gen; Han, Guijun; Mao, Shaoli; Yang, Luyao; Wang, Yanwen

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Mecanismos novedosos subyacentes a la acumulación de caucho y la muerte celular programada en los canales laticíferos de los frutos: Análisis citológicos y transcriptómicos


Categoría

Ciencias Agrícolas y Biológicas

Subcategoría

Botánica

Palabras clave

Caucho natural
Biosíntesis
Canales laticíferos
Muerte celular programada
Análisis molecular
Partículas de caucho

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 10

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El caucho natural es una de las materias primas industriales más importantes, y su biosíntesis sigue siendo un proceso fascinante que aún se conoce en gran medida. En esta investigación, estudiamos una planta única productora de caucho que se diferencia de otras especies productoras de caucho debido a la presencia de canales látex en su pericarpio. El presente estudio tiene como objetivo proporcionar nuevas perspectivas sobre los mecanismos subyacentes a la acumulación de caucho y la muerte celular programada (PCD) al someter los canales laticíferos a microscopía óptica, ensayo TUNEL y tinción con DAPI, así como análisis de viabilidad, análisis de ultraestructura celular y análisis molecular utilizando microscopía óptica, microscopía electrónica de barrido, etiquetado por inmunofluorescencia, microscopía electrónica de transmisión y secuenciación del transcriptoma. A nivel celular, el origen de las pequeñas partículas de caucho en los canales laticíferos no tenía correlación morfológica con otros orgánulos, y estas partículas se producían libremente en el citosol. El volumen de las partículas de caucho aumentó en la etapa hundida y en expansión, que se identificaron como teniendo las características de la muerte celular programada (PCD); mientras tanto, muchas de las moléculas precursoras de caucho o partículas de caucho fueron engullidas por las vacuolas, lo que indica un proceso de autofagia mediado por vacuolas. La acumulación de partículas de caucho ocurrió después de la degeneración de los protoplastos, sugiriendo una estrecha asociación entre la biosíntesis de caucho y la PCD. El análisis molecular reveló los patrones de expresión de genes clave involucrados en la biosíntesis de caucho. Los genes aguas arriba mostraron una tendencia a la baja durante la maduración del fruto, mientras que el gen responsable de la extensión de las partículas de caucho exhibió el nivel de expresión más alto durante la formación de partículas de caucho. Además, los factores de transcripción relacionados con la PCD mostraron una correlación negativa con el patrón de expresión, exhibiendo así estrictas reglas de expresión secuencial durante la biosíntesis de caucho. Adicionalmente, las tendencias de expresión de los genes que actúan como proteasas durante la PCD estaban correlacionadas positivamente con la expresión. En conclusión, los hallazgos sugieren que la PCD autofágica puede desempeñar un papel crucial en la acumulación de caucho. Se necesita más investigación para comprender completamente la compleja red reguladora subyacente a la biosíntesis de caucho en las plantas.

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