La transcriptómica y la metabolómica revelan vías biosintéticas y mecanismos regulatorios de los fenilpropanoides en diferentes ploidías de
Autores: Yang, Yinxin; Cai, Qihang; Yang, Yanbo; Wang, Xuan; Li, Liping; Sun, Zhenghai; Li, Weiwei
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
La transcriptómica y la metabolómica revelan vías biosintéticas y mecanismos regulatorios de los fenilpropanoides en diferentes ploidías de
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Pimiento
Poliploide
Metabolitos
Genes
Fenilalanina
Ingeniería genética
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 10
Citaciones: Sin citaciones
La pimienta es un cultivo comercial significativo y es una variedad ejemplar de pimienta cultivada por su sabor distintivo y su considerable valor nutricional. La poliploidia de las plantas a menudo conduce a un aumento en su biomasa y a una mejor tolerancia al estrés, y por lo tanto tiene aplicaciones importantes en la mejora y cría de plantas. En este estudio, se llevó a cabo una innovación de germoplasma mediante la inducción de poliploidia por colchicina. Para investigar los efectos de la poliploidia, realizamos análisis transcriptómicos y metabolómicos de diploides y homotetraploides para obtener información sobre los mecanismos de composición de metabolitos y regulación molecular de la poliploidia. Basado en el análisis de datos metabolómicos y transcriptómicos, se identificaron un total de 551 metabolitos diferenciales en las hojas de diferentes ploidías y 634 genes se expresaron diferencialmente de manera significativa. En comparación, 241 metabolitos diferenciales y 454 genes se expresaron diferencialmente de manera significativa en los frutos maduros de diferentes ploidías. El análisis de enriquecimiento de KEGG de los genes expresados diferencialmente y los metabolitos diferenciales reveló que tanto los metabolitos diferenciales como los genes expresados diferencialmente estaban altamente enriquecidos en la vía metabólica de la fenilalanina. Vale la pena señalar que los fenilpropanoides están altamente correlacionados con la síntesis de capsaicina y también tienen un efecto en el desarrollo de los frutos. Por lo tanto, analizamos de manera integral la vía metabólica de la fenilalanina y encontramos que la duplicación de cromosomas reguló significativamente a la baja la expresión de genes aguas arriba de la fenilalanina, lo que promovió la acumulación de lignina, y sugerimos que esto podría haber llevado al agrandamiento de los frutos poliploides. Este estudio proporciona algunas referencias para futuras investigaciones sobre los rasgos fenotípicos de diferentes ploidías, la clonación de genes reguladores clave y el uso de técnicas de ingeniería genética en la cría para la mejora del germoplasma.
Descripción
La pimienta es un cultivo comercial significativo y es una variedad ejemplar de pimienta cultivada por su sabor distintivo y su considerable valor nutricional. La poliploidia de las plantas a menudo conduce a un aumento en su biomasa y a una mejor tolerancia al estrés, y por lo tanto tiene aplicaciones importantes en la mejora y cría de plantas. En este estudio, se llevó a cabo una innovación de germoplasma mediante la inducción de poliploidia por colchicina. Para investigar los efectos de la poliploidia, realizamos análisis transcriptómicos y metabolómicos de diploides y homotetraploides para obtener información sobre los mecanismos de composición de metabolitos y regulación molecular de la poliploidia. Basado en el análisis de datos metabolómicos y transcriptómicos, se identificaron un total de 551 metabolitos diferenciales en las hojas de diferentes ploidías y 634 genes se expresaron diferencialmente de manera significativa. En comparación, 241 metabolitos diferenciales y 454 genes se expresaron diferencialmente de manera significativa en los frutos maduros de diferentes ploidías. El análisis de enriquecimiento de KEGG de los genes expresados diferencialmente y los metabolitos diferenciales reveló que tanto los metabolitos diferenciales como los genes expresados diferencialmente estaban altamente enriquecidos en la vía metabólica de la fenilalanina. Vale la pena señalar que los fenilpropanoides están altamente correlacionados con la síntesis de capsaicina y también tienen un efecto en el desarrollo de los frutos. Por lo tanto, analizamos de manera integral la vía metabólica de la fenilalanina y encontramos que la duplicación de cromosomas reguló significativamente a la baja la expresión de genes aguas arriba de la fenilalanina, lo que promovió la acumulación de lignina, y sugerimos que esto podría haber llevado al agrandamiento de los frutos poliploides. Este estudio proporciona algunas referencias para futuras investigaciones sobre los rasgos fenotípicos de diferentes ploidías, la clonación de genes reguladores clave y el uso de técnicas de ingeniería genética en la cría para la mejora del germoplasma.