Un estudio comparativo de secuenciación de pequeñas ARN y degradoma revela el papel del nuevo stu-miR8006 en la regulación del desarrollo de raíces en L
Autores: Duan, Xiaoqin; Yang, Jiangwei; Zhang, Feiyan; Han, Yuwen; Gong, Yating; Liu, Mei; Zhang, Ning; Si, Huaijun
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Un estudio comparativo de secuenciación de pequeñas ARN y degradoma revela el papel del nuevo stu-miR8006 en la regulación del desarrollo de raíces en L
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Agronomía y Ciencia de los Cultivos
Palabras clave
MicroRNAs
Desarrollo de raíces
Patata
Secuenciación de pequeños ARN
MiARNs
Regulación génica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
Los microARN son una clase de moléculas de ARN pequeñas, endógenas y no codificantes con funciones importantes en el desarrollo de las plantas y los procesos de respuesta al estrés. Los sistemas de raíces son importantes porque permiten a las plantas absorber nutrientes y agua del suelo, y son fundamentales para el anclaje de la planta y la respuesta a las señales ambientales. Sin embargo, los roles de los miARN subyacentes al desarrollo de raíces siguen siendo poco investigados en la patata. En esta investigación, se realizó un secuenciamiento de pequeños ARN para detectar a fondo los miARN subyacentes y sus roles en la regulación del desarrollo de raíces entre la etapa de raíz temprana (ER) y la etapa de raíz madura (MR) de las raíces de la patata. Se obtuvieron un total de 203 miARN conocidos y 137 miARN novedosos, y se identificaron 64 miARN diferencialmente expresados (DEMs) entre las etapas de ER y MR. Los patrones de expresión de 12 DEMs también se determinaron mediante qRT-PCR. Además, se construyó una biblioteca degradoma mixta a partir de las etapas de ER y MR para identificar los objetivos de los miARN identificados, y se verificó que 2400 genes diana eran los objetivos de 131 miARN. Basándonos en la anotación de los objetivos, identificamos que nueve genes diana de seis DEMs probablemente estaban involucrados en el desarrollo de raíces de patata, y ocho objetivos de seis DEMs se validaron mediante ensayos 5"-RLM-RACE. Estos objetivos pueden participar en el desarrollo de raíces regulando la proliferación celular, los cultivos de raíces, el crecimiento del meristemo de raíces, la morfogénesis de raíces, el desarrollo de raíces postembrionarias, la elongación de pelos radiculares, la reparación de la pared celular y el transporte polar de auxinas, y regulando negativamente la proliferación celular y el crecimiento celular. El análisis de qRT-PCR indicó que la mayoría de los miARN tienen patrones de expresión opuestos a sus objetivos. Es ampliamente aceptado que el desarrollo de raíces de patata está regulado por miARN, entre los cuales el stu-miR8006-p5-1ss9AT está sustancialmente regulado a la baja durante el desarrollo de raíces. Mostramos aquí que la supresión de stu-miR8006-p5-1ss9AT condujo a una alteración en la arquitectura de raíces de patata y que se dirigió a la inducción de auxinas en el gen que codifica la proteína de cultivo de raíces 12, que está potencialmente involucrado en la regulación del desarrollo de raíces. Además, la supresión de stu-miR8006-p5-1ss9AT condujo a una alteración significativa en la arquitectura de raíces de patata. En conjunto, nuestros resultados podrían proporcionar algunas ideas útiles sobre stu-miR8006-p5-1ss9AT y el papel crucial que desempeña en el desarrollo de raíces de patata; también podrían facilitar la cría genética molecular de patata.
Descripción
Los microARN son una clase de moléculas de ARN pequeñas, endógenas y no codificantes con funciones importantes en el desarrollo de las plantas y los procesos de respuesta al estrés. Los sistemas de raíces son importantes porque permiten a las plantas absorber nutrientes y agua del suelo, y son fundamentales para el anclaje de la planta y la respuesta a las señales ambientales. Sin embargo, los roles de los miARN subyacentes al desarrollo de raíces siguen siendo poco investigados en la patata. En esta investigación, se realizó un secuenciamiento de pequeños ARN para detectar a fondo los miARN subyacentes y sus roles en la regulación del desarrollo de raíces entre la etapa de raíz temprana (ER) y la etapa de raíz madura (MR) de las raíces de la patata. Se obtuvieron un total de 203 miARN conocidos y 137 miARN novedosos, y se identificaron 64 miARN diferencialmente expresados (DEMs) entre las etapas de ER y MR. Los patrones de expresión de 12 DEMs también se determinaron mediante qRT-PCR. Además, se construyó una biblioteca degradoma mixta a partir de las etapas de ER y MR para identificar los objetivos de los miARN identificados, y se verificó que 2400 genes diana eran los objetivos de 131 miARN. Basándonos en la anotación de los objetivos, identificamos que nueve genes diana de seis DEMs probablemente estaban involucrados en el desarrollo de raíces de patata, y ocho objetivos de seis DEMs se validaron mediante ensayos 5"-RLM-RACE. Estos objetivos pueden participar en el desarrollo de raíces regulando la proliferación celular, los cultivos de raíces, el crecimiento del meristemo de raíces, la morfogénesis de raíces, el desarrollo de raíces postembrionarias, la elongación de pelos radiculares, la reparación de la pared celular y el transporte polar de auxinas, y regulando negativamente la proliferación celular y el crecimiento celular. El análisis de qRT-PCR indicó que la mayoría de los miARN tienen patrones de expresión opuestos a sus objetivos. Es ampliamente aceptado que el desarrollo de raíces de patata está regulado por miARN, entre los cuales el stu-miR8006-p5-1ss9AT está sustancialmente regulado a la baja durante el desarrollo de raíces. Mostramos aquí que la supresión de stu-miR8006-p5-1ss9AT condujo a una alteración en la arquitectura de raíces de patata y que se dirigió a la inducción de auxinas en el gen que codifica la proteína de cultivo de raíces 12, que está potencialmente involucrado en la regulación del desarrollo de raíces. Además, la supresión de stu-miR8006-p5-1ss9AT condujo a una alteración significativa en la arquitectura de raíces de patata. En conjunto, nuestros resultados podrían proporcionar algunas ideas útiles sobre stu-miR8006-p5-1ss9AT y el papel crucial que desempeña en el desarrollo de raíces de patata; también podrían facilitar la cría genética molecular de patata.