La sobreexpresión del gen Auxina/Ácido Indol-3-Acetico TrIAA27 mejora la biomasa, la tolerancia a la sequía y la tolerancia a la sal en
Autores: Iqbal, Muhammad Zafar; Liang, Yuzhou; Anwar, Muhammad; Fatima, Akash; Hassan, Muhammad Jawad; Ali, Asif; Tang, Qilin; Peng, Yan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
La sobreexpresión del gen Auxina/Ácido Indol-3-Acetico TrIAA27 mejora la biomasa, la tolerancia a la sequía y la tolerancia a la sal en
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Trébol blanco
Auxina
Estrés por sequía
Genes de la familia Aux/IAA
Desarrollo de plantas
Condiciones de estrés
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 8
Citaciones: Sin citaciones
El trébol blanco (L.) es una especie de planta forrajera y estética importante, pero es susceptible a la sequía y al estrés por calor. La fitohormona auxina regula varios aspectos del desarrollo de las plantas y alivia los efectos del estrés por sequía en las plantas, incluido el trébol blanco, al involucrar genes de la familia auxina/ácido indolacético (Aux/IAA). Sin embargo, los genes Aux/IAA y el mecanismo subyacente de la respuesta a la sequía mediada por auxina siguen siendo elusivos en el trébol blanco. Para ampliar nuestra comprensión de las múltiples funciones de los Aux/IAA, el estudio actual describió la caracterización de un miembro de la familia Aux/IAA del trébol blanco. La proteína TrIAA27 conservó el dominio de la familia Aux/IAA y compartió una alta similitud de secuencia con el gen de una especie estrechamente relacionada. La expresión de TrIAA27 se reguló al alza en respuesta a tratamientos con metales pesados, sequía, sal, NO, Ca, HO, Spm, ABA e IAA, mientras que se reguló a la baja bajo estrés por frío en las raíces y hojas del trébol blanco. La proteína TrIAA27 se localizó en el núcleo. La sobreexpresión constitutiva de TrIAA27 llevó a un aumento en la longitud del hipocótilo, longitud de raíz, altura de planta, longitud y ancho de hoja, y pesos frescos y secos bajo condiciones óptimas y de estrés. Hubo una mejora en la actividad fotosintética, contenido de clorofila, tasa de supervivencia, contenido relativo de agua, y concentración de catalasa endógena (CAT) y peroxidasa (POD) con un porcentaje de fuga de electrolitos significativamente más bajo, contenido de malondialdehído (MDA) y concentración de peróxido de hidrógeno (HO) en líneas de sobreexpresión en comparación con el tipo silvestre bajo condiciones de estrés por sequía y sal. La exposición a condiciones de estrés resultó en raíces relativamente más débiles y una inhibición del crecimiento de la planta sobre el suelo, niveles endógenos mejorados de las principales enzimas antioxidantes, que se correlacionaron bien con una menor peroxidación lipídica, niveles más bajos de especies reactivas de oxígeno y una reducción de la muerte celular en líneas de sobreexpresión. Los datos del estudio actual demostraron que TrIAA27 está involucrado en la regulación positiva del crecimiento y desarrollo de las plantas y podría considerarse un gen objetivo potencial para su uso posterior, incluida la mejora del trébol blanco para obtener una mayor biomasa con una mejor arquitectura de raíces y tolerancia al estrés abiótico.
Descripción
El trébol blanco (L.) es una especie de planta forrajera y estética importante, pero es susceptible a la sequía y al estrés por calor. La fitohormona auxina regula varios aspectos del desarrollo de las plantas y alivia los efectos del estrés por sequía en las plantas, incluido el trébol blanco, al involucrar genes de la familia auxina/ácido indolacético (Aux/IAA). Sin embargo, los genes Aux/IAA y el mecanismo subyacente de la respuesta a la sequía mediada por auxina siguen siendo elusivos en el trébol blanco. Para ampliar nuestra comprensión de las múltiples funciones de los Aux/IAA, el estudio actual describió la caracterización de un miembro de la familia Aux/IAA del trébol blanco. La proteína TrIAA27 conservó el dominio de la familia Aux/IAA y compartió una alta similitud de secuencia con el gen de una especie estrechamente relacionada. La expresión de TrIAA27 se reguló al alza en respuesta a tratamientos con metales pesados, sequía, sal, NO, Ca, HO, Spm, ABA e IAA, mientras que se reguló a la baja bajo estrés por frío en las raíces y hojas del trébol blanco. La proteína TrIAA27 se localizó en el núcleo. La sobreexpresión constitutiva de TrIAA27 llevó a un aumento en la longitud del hipocótilo, longitud de raíz, altura de planta, longitud y ancho de hoja, y pesos frescos y secos bajo condiciones óptimas y de estrés. Hubo una mejora en la actividad fotosintética, contenido de clorofila, tasa de supervivencia, contenido relativo de agua, y concentración de catalasa endógena (CAT) y peroxidasa (POD) con un porcentaje de fuga de electrolitos significativamente más bajo, contenido de malondialdehído (MDA) y concentración de peróxido de hidrógeno (HO) en líneas de sobreexpresión en comparación con el tipo silvestre bajo condiciones de estrés por sequía y sal. La exposición a condiciones de estrés resultó en raíces relativamente más débiles y una inhibición del crecimiento de la planta sobre el suelo, niveles endógenos mejorados de las principales enzimas antioxidantes, que se correlacionaron bien con una menor peroxidación lipídica, niveles más bajos de especies reactivas de oxígeno y una reducción de la muerte celular en líneas de sobreexpresión. Los datos del estudio actual demostraron que TrIAA27 está involucrado en la regulación positiva del crecimiento y desarrollo de las plantas y podría considerarse un gen objetivo potencial para su uso posterior, incluida la mejora del trébol blanco para obtener una mayor biomasa con una mejor arquitectura de raíces y tolerancia al estrés abiótico.