La sobreexpresión del gen expansina de soja silvestre mejoró la tolerancia de las raíces peludas de soja transgénica a las tensiones de sal y sequía
Autores: Wang, Linlin; Zhang, Tong; Li, Cuiting; Zhou, Changjun; Liu, Bing; Wu, Yaokun; He, Fumeng; Xu, Yongqing; Li, Fenglan; Feng, Xu
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
La sobreexpresión del gen expansina de soja silvestre mejoró la tolerancia de las raíces peludas de soja transgénica a las tensiones de sal y sequía
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Expansinas
Soya silvestre
Gen
Estrés salino
Estrés por sequía
Transcripción
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 12
Citaciones: Sin citaciones
Como un tipo de proteína que relaja la pared celular y que está ampliamente presente en las plantas, se ha demostrado que las expansinas participan activamente en la regulación del crecimiento de las plantas y en las respuestas al estrés ambiental. La soja silvestre ha existido durante mucho tiempo en el medio silvestre y posee abundantes recursos de genes de resistencia, que tienen un valor significativo para la mejora del germoplasma de la soja cultivada. En nuestro estudio anterior, encontramos que el gen de expansina de la soja silvestre se transcribe específicamente en las raíces, y su nivel de transcripción aumenta significativamente bajo estrés por sal y sequía. Para identificar más a fondo la función de este gen, en este estudio clonamos la secuencia CDS de este gen. El patrón de transcripción del gen en las raíces de la soja silvestre bajo estrés por sal y sequía fue analizado mediante qRT-PCR. Usando una transformación genética mediada por Agrobacterium, obtuvimos raíces peludas de soja transgénicas que sobreexpresan este gen. Bajo estrés simulado por sequía con 150 mM de NaCl y 100 mM de manitol, los valores de crecimiento relativo del número, longitud y peso de las raíces peludas de soja transgénicas fueron significativamente más altos que los del grupo de control. Obtuvimos los transcriptomas de las raíces peludas de soja transgénicas y de tipo silvestre bajo condiciones de crecimiento normales y bajo estrés por sal y sequía a través de secuenciación de ARN. Un análisis transcriptómico mostró que la transcripción de genes que codifican expansinas (familia EXPB), peroxidasa, ATPasa transportadora de H+ y otros genes se reguló significativamente al alza en las raíces peludas transgénicas bajo estrés por sal. Bajo estrés por sequía, la transcripción de genes de expansina (familia EXPB/LB) aumentó en las raíces peludas transgénicas. Además, la transcripción de genes que codifican peroxidasa, quinasas de proteínas dependientes de calcio/calmodulina y proteínas responsables de la deshidratación aumentó significativamente. Los resultados de qRT-PCR también confirmaron que el patrón de transcripción de los genes mencionados anteriormente era consistente con el transcriptoma. Las diferencias en los niveles de transcripción de los genes mencionados pueden ser la razón potencial de la fuerte tolerancia de las raíces peludas de soja que sobreexpresan este gen bajo estrés por sal y sequía. En conclusión, la expansina puede ser utilizada como un valioso gen candidato para la mejora molecular de la soja.
Descripción
Como un tipo de proteína que relaja la pared celular y que está ampliamente presente en las plantas, se ha demostrado que las expansinas participan activamente en la regulación del crecimiento de las plantas y en las respuestas al estrés ambiental. La soja silvestre ha existido durante mucho tiempo en el medio silvestre y posee abundantes recursos de genes de resistencia, que tienen un valor significativo para la mejora del germoplasma de la soja cultivada. En nuestro estudio anterior, encontramos que el gen de expansina de la soja silvestre se transcribe específicamente en las raíces, y su nivel de transcripción aumenta significativamente bajo estrés por sal y sequía. Para identificar más a fondo la función de este gen, en este estudio clonamos la secuencia CDS de este gen. El patrón de transcripción del gen en las raíces de la soja silvestre bajo estrés por sal y sequía fue analizado mediante qRT-PCR. Usando una transformación genética mediada por Agrobacterium, obtuvimos raíces peludas de soja transgénicas que sobreexpresan este gen. Bajo estrés simulado por sequía con 150 mM de NaCl y 100 mM de manitol, los valores de crecimiento relativo del número, longitud y peso de las raíces peludas de soja transgénicas fueron significativamente más altos que los del grupo de control. Obtuvimos los transcriptomas de las raíces peludas de soja transgénicas y de tipo silvestre bajo condiciones de crecimiento normales y bajo estrés por sal y sequía a través de secuenciación de ARN. Un análisis transcriptómico mostró que la transcripción de genes que codifican expansinas (familia EXPB), peroxidasa, ATPasa transportadora de H+ y otros genes se reguló significativamente al alza en las raíces peludas transgénicas bajo estrés por sal. Bajo estrés por sequía, la transcripción de genes de expansina (familia EXPB/LB) aumentó en las raíces peludas transgénicas. Además, la transcripción de genes que codifican peroxidasa, quinasas de proteínas dependientes de calcio/calmodulina y proteínas responsables de la deshidratación aumentó significativamente. Los resultados de qRT-PCR también confirmaron que el patrón de transcripción de los genes mencionados anteriormente era consistente con el transcriptoma. Las diferencias en los niveles de transcripción de los genes mencionados pueden ser la razón potencial de la fuerte tolerancia de las raíces peludas de soja que sobreexpresan este gen bajo estrés por sal y sequía. En conclusión, la expansina puede ser utilizada como un valioso gen candidato para la mejora molecular de la soja.