La familia de genes AP2/ERF en el árbol de alcanfor: estructura, evolución y respuesta transcripcional a la infección por Epicoccum
Autores: Hou, Jiexi; He, Jinrui; Liu, Yiran; Xiao, Zhufei; Zhang, Haiyan; Xiao, Changlong; Zeng, Rong; Wan, Hongjian
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
La familia de genes AP2/ERF en el árbol de alcanfor: estructura, evolución y respuesta transcripcional a la infección por Epicoccum
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Factor de transcripción
Genes AP2/ERF
Análisis estructural
Respuestas al estrés
Expresión génica
Arquitectura del genoma
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 10
Citaciones: Sin citaciones
La familia de factores de transcripción AP2/ERF desempeña roles fundamentales en el crecimiento de las plantas, las respuestas al estrés y los mecanismos de defensa, sin embargo, su diversidad en los árboles de alcanfor sigue siendo poco explorada. Este estudio identificó 154 genes AP2/ERF en el genoma, con más del 80% perteneciendo a la subfamilia ERF, una distribución consistente con otros angiospermas. El análisis de sinonimia reveló que las duplicaciones en tándem y segmentales fueron impulsores clave de la expansión de la familia, sugiriendo una diversificación adaptativa bajo presiones ecológicas. El análisis estructural mostró que la mayoría de los genes de la subfamilia ERF/RAV poseen una estructura de un solo exón, mientras que los genes de la subfamilia AP2 presentan estructuras de múltiples exones, indicando trayectorias evolutivas divergentes y una posible versatilidad funcional a través del empalme alternativo. Los análisis de promotores detectaron numerosos elementos responsivos a hormonas y estrés, vinculando estos genes con el ácido abscísico, la señalización de auxina, la giberelina y la defensa contra patógenos. Un perfil de expresión adicional durante el desarrollo del tallo mostró que aproximadamente el 60% de los genes CoAP2/ERF se expresaron de manera constitutiva a través de 17 tendencias de expresión, sugiriendo roles en el desarrollo basal y procesos específicos de etapa (por ejemplo, lignificación). Bajo infección, 23 genes CoAP2/ERF se expresaron diferencialmente. Entre ellos, los homólogos ERF regulados al alza estaban relacionados con roles sugeridos en hipoxia y respuestas antimicrobianas, mientras que la regulación a la baja de homólogos indicó un compromiso entre crecimiento y defensa, donde los procesos de desarrollo se suprimen para priorizar la resistencia a patógenos. En general, este estudio descifra la arquitectura genómica y la diversidad estructural de los genes CoAP2/ERF, junto con la dinámica de expresión de estos genes en el desarrollo y la adaptación al estrés biótico de los árboles de alcanfor. Estos hallazgos proporcionan información crítica sobre la regulación transcripcional del desarrollo y las respuestas al estrés en los árboles de alcanfor y establecen una base teórica para estrategias de mejoramiento molecular y biotecnológico destinadas a mejorar la resiliencia al estrés en plantas leñosas.
Descripción
La familia de factores de transcripción AP2/ERF desempeña roles fundamentales en el crecimiento de las plantas, las respuestas al estrés y los mecanismos de defensa, sin embargo, su diversidad en los árboles de alcanfor sigue siendo poco explorada. Este estudio identificó 154 genes AP2/ERF en el genoma, con más del 80% perteneciendo a la subfamilia ERF, una distribución consistente con otros angiospermas. El análisis de sinonimia reveló que las duplicaciones en tándem y segmentales fueron impulsores clave de la expansión de la familia, sugiriendo una diversificación adaptativa bajo presiones ecológicas. El análisis estructural mostró que la mayoría de los genes de la subfamilia ERF/RAV poseen una estructura de un solo exón, mientras que los genes de la subfamilia AP2 presentan estructuras de múltiples exones, indicando trayectorias evolutivas divergentes y una posible versatilidad funcional a través del empalme alternativo. Los análisis de promotores detectaron numerosos elementos responsivos a hormonas y estrés, vinculando estos genes con el ácido abscísico, la señalización de auxina, la giberelina y la defensa contra patógenos. Un perfil de expresión adicional durante el desarrollo del tallo mostró que aproximadamente el 60% de los genes CoAP2/ERF se expresaron de manera constitutiva a través de 17 tendencias de expresión, sugiriendo roles en el desarrollo basal y procesos específicos de etapa (por ejemplo, lignificación). Bajo infección, 23 genes CoAP2/ERF se expresaron diferencialmente. Entre ellos, los homólogos ERF regulados al alza estaban relacionados con roles sugeridos en hipoxia y respuestas antimicrobianas, mientras que la regulación a la baja de homólogos indicó un compromiso entre crecimiento y defensa, donde los procesos de desarrollo se suprimen para priorizar la resistencia a patógenos. En general, este estudio descifra la arquitectura genómica y la diversidad estructural de los genes CoAP2/ERF, junto con la dinámica de expresión de estos genes en el desarrollo y la adaptación al estrés biótico de los árboles de alcanfor. Estos hallazgos proporcionan información crítica sobre la regulación transcripcional del desarrollo y las respuestas al estrés en los árboles de alcanfor y establecen una base teórica para estrategias de mejoramiento molecular y biotecnológico destinadas a mejorar la resiliencia al estrés en plantas leñosas.