El gen nuclear de copia única de trébol blanco promueve el crecimiento y confiere resistencia a la sequía en las plantas a través de la síntesis de flavonoides
Autores: Zhang, Youzhi; Fu, Wei; Pu, Qi; He, Zhirui; Li, Zhou; Liu, Lin; Ma, Xiao; Peng, Yan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
El gen nuclear de copia única de trébol blanco promueve el crecimiento y confiere resistencia a la sequía en las plantas a través de la síntesis de flavonoides
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Trébol blanco
Estrés por sequía
Factores de transcripción NAC
TrNAC002
Crecimiento vegetativo
Biosíntesis de flavonoides
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 7
Citaciones: Sin citaciones
El trébol blanco es vulnerable al estrés por sequía. En respuesta al estrés abiótico, las plantas son reguladas por factores de transcripción NAC. El NAC en el trébol blanco no ha sido documentado a fondo hasta recientemente. Hemos identificado un factor de transcripción NAC del trébol blanco llamado TrNAC002, cuya secuencia codificante está localizada en regiones específicas de los cromosomas 3P y 5O del trébol blanco y es parte de un gen nuclear de copia única. La localización subcelular demuestra que TrNAC002 se encuentra en el núcleo, mientras que el ensayo de actividad transcripcional indica su actividad transcripcional. Las plantas que sobreexpresan (OE) exhiben hojas agrandadas y un crecimiento de raíces laterales aumentado en comparación con el tipo salvaje (WT). Además, los niveles de expresión del meristemo apical de la yema (SAM), WUSCHEL (WUS), proteína de unión al ADN (DBP) y genes inducidos por auxina en cultivos de raíces (AIR3) son significativamente más altos en OE en comparación con WT. Estos hallazgos implican que TrNAC002 podría promover el crecimiento vegetativo al aumentar la expresión de estos genes. Bajo estrés por sequía natural, OE puede sobrevivir en suelo seco por un período de tiempo más largo que WT. Además, OE exhibe un nivel más bajo de especies reactivas de oxígeno (ROS) y un mayor contenido de flavonoides que WT. Esto también está correlacionado positivamente con un aumento en el contenido de flavonoides. En el trébol blanco, la expresión de chalcona sintasa y isomerasa de chalcona en las hojas demuestra una regulación significativa después del estrés por sequía y el tratamiento con ABA, al igual que el contenido de flavonoides. Sin embargo, el experimento pTRV-VIGS sugiere que el trébol blanco pTRV2-TrNAC002 se encoge en comparación con los controles Mock y Water. Además, el trébol blanco pTRV2-TrNAC002 muestra un contenido de malondialdehído (MDA) estadísticamente más alto que los controles Mock y Water, y un nivel significativamente más bajo de actividades antioxidantes totales, contenido de flavonoides y expresión relativa que el de los controles Mock y Water. Estos hallazgos indican que responde a la sequía y modula la biosíntesis de flavonoides en el trébol blanco. Este estudio es el primero en sugerir que probablemente responde a la sequía a través de ABA y mejora la resistencia a la sequía de las plantas al sintetizar flavonoides.
Descripción
El trébol blanco es vulnerable al estrés por sequía. En respuesta al estrés abiótico, las plantas son reguladas por factores de transcripción NAC. El NAC en el trébol blanco no ha sido documentado a fondo hasta recientemente. Hemos identificado un factor de transcripción NAC del trébol blanco llamado TrNAC002, cuya secuencia codificante está localizada en regiones específicas de los cromosomas 3P y 5O del trébol blanco y es parte de un gen nuclear de copia única. La localización subcelular demuestra que TrNAC002 se encuentra en el núcleo, mientras que el ensayo de actividad transcripcional indica su actividad transcripcional. Las plantas que sobreexpresan (OE) exhiben hojas agrandadas y un crecimiento de raíces laterales aumentado en comparación con el tipo salvaje (WT). Además, los niveles de expresión del meristemo apical de la yema (SAM), WUSCHEL (WUS), proteína de unión al ADN (DBP) y genes inducidos por auxina en cultivos de raíces (AIR3) son significativamente más altos en OE en comparación con WT. Estos hallazgos implican que TrNAC002 podría promover el crecimiento vegetativo al aumentar la expresión de estos genes. Bajo estrés por sequía natural, OE puede sobrevivir en suelo seco por un período de tiempo más largo que WT. Además, OE exhibe un nivel más bajo de especies reactivas de oxígeno (ROS) y un mayor contenido de flavonoides que WT. Esto también está correlacionado positivamente con un aumento en el contenido de flavonoides. En el trébol blanco, la expresión de chalcona sintasa y isomerasa de chalcona en las hojas demuestra una regulación significativa después del estrés por sequía y el tratamiento con ABA, al igual que el contenido de flavonoides. Sin embargo, el experimento pTRV-VIGS sugiere que el trébol blanco pTRV2-TrNAC002 se encoge en comparación con los controles Mock y Water. Además, el trébol blanco pTRV2-TrNAC002 muestra un contenido de malondialdehído (MDA) estadísticamente más alto que los controles Mock y Water, y un nivel significativamente más bajo de actividades antioxidantes totales, contenido de flavonoides y expresión relativa que el de los controles Mock y Water. Estos hallazgos indican que responde a la sequía y modula la biosíntesis de flavonoides en el trébol blanco. Este estudio es el primero en sugerir que probablemente responde a la sequía a través de ABA y mejora la resistencia a la sequía de las plantas al sintetizar flavonoides.