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El análisis del transcriptoma revela genes clave involucrados en la respuesta de al estrés de toxicidad por boro

Autores: Uyar, Gul Sema; Pandey, Anamika; Hamurcu, Mehmet; Vyhnanek, Tomas; Harmankaya, Mustafa; Topal, Ali; Gezgin, Sait; Khan, Mohd. Kamran

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

El análisis del transcriptoma revela genes clave involucrados en la respuesta de al estrés de toxicidad por boro


Categoría

Ciencias Agrícolas y Biológicas

Subcategoría

Agronomía y Ciencia de los Cultivos

Palabras clave

Domesticación
Cría
Genotipos de trigo
Variación genética
Estrés abiótico
Toxicidad por boro

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 30

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La domesticación y cría de genotipos de trigo a lo largo de los años ha llevado a la pérdida de su variación genética, haciéndolos más propensos a diferentes estreses abióticos. La toxicidad por boro (B) es uno de los estreses que disminuyen el rendimiento de los cultivares de trigo en regiones áridas y semiáridas de todo el mundo. Los progenitores de trigo silvestre, como Thumanian ex Gandilyan, poseen un pool génico más amplio que alberga varios genes que confieren tolerancia a diversos estreses bióticos y abióticos. Desafortunadamente, no está bien explorado a nivel molecular por su tolerancia hacia la toxicidad por B en el suelo. En este estudio, por primera vez, comparamos los cambios transcriptómicos en las hojas de un genotipo altamente tolerante al B, PI662222, cultivado en B altamente tóxico (10 mM de B en forma de ácido bórico) con los cultivados en el tratamiento de control (3,1 M de B) en condiciones hidropónicas. Los resultados obtenidos sugieren que varios mecanismos están involucrados en la regulación de la respuesta del genotipo estudiado hacia la toxicidad por B. Todos los parámetros de crecimiento del genotipo, incluida la longitud raíz-tallo, el peso fresco de la raíz y el peso seco raíz-tallo, se vieron menos afectados por el alto boro (10 mM) en comparación con el cultivar de trigo pan tolerante al boro. Con una expresión génica diferencial significativa de 654 genes, 441 y 213 genes del genotipo fueron regulados a la baja y al alza, respectivamente, en las hojas de PI662222 en alto B en comparación con el tratamiento de control. Mientras que los genes clave regulados al alza incluyeron aquellos que codifican la subunidad beta de la polimerasa de ARN (cloroplasto), la subunidad gamma de la ATP sintasa, cloroplástica, la proteína ribosomal 60S y la proteína similar a la proteína de unión al ARN 12, los principales genes regulados a la baja incluyeron aquellos que codifican la proteína D del fotosistema II, la subunidad pequeña de la rubisco y la peroxidasa similar a la 2. Curiosamente, tanto la enriquecimiento de la ontología génica como las vías de KEGG enfatizaron la posible participación de los genes relacionados con el proceso y el aparato fotosintético en la alta tolerancia al B del genotipo. La caracterización funcional adicional de los genes potenciales identificados facilitará su utilización en programas de mejora de cultivos para el estrés por toxicidad de B.

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