Identificación de la familia de genes de maíz y estudios funcionales sobre el papel de en la tolerancia a la sequía
Autores: Pang, Yunyun; Cao, Liru; Ye, Feiyu; Ma, Chenchen; Liang, Xiaohan; Song, Yinghui; Lu, Xiaomin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Identificación de la familia de genes de maíz y estudios funcionales sobre el papel de en la tolerancia a la sequía
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Fosfatasa de proteínas
Genes de maíz
Estrés por sequía
Red de coexpresión génica
Transformación genética
Enzima antioxidante
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 13
Citaciones: Sin citaciones
La fosfatasa de proteínas PP2C desempeña un papel importante en las respuestas de las plantas al estrés. Por lo tanto, la identificación de genes de maíz que responden al estrés por sequía es particularmente importante para la mejora y creación de nuevas variedades de maíz resistentes a la sequía. En este estudio, identificamos 102 genes en maíz a nivel del genoma. Analizamos las propiedades fisicoquímicas de 102 y construimos un árbol filogenético con . Al analizar la estructura del gen, los motivos proteicos conservados y la sinencia, se encontró que los fueron fuertemente conservados durante la evolución. Se seleccionaron dieciséis genes clave involucrados en el estrés por sequía y la rehidratación utilizando mapeo de redes de coexpresión génica y perfiles de expresión. Los resultados de qRT-PCR mostraron que 16 genes fueron inducidos por ácido abscísico (ABA), sequía y tratamientos con NaCl. Notablemente, mostró una diferencia de expresión sustancial. A través de la transformación genética, sobreexpresamos y generamos el mutante de maíz knockout CRISPR/Cas9 . La sobreexpresión en bajo estrés por sequía mejoró el crecimiento y la supervivencia en comparación con las plantas WT. Las hojas mostraron actividades elevadas de superóxido dismutasa (SOD), peroxidasa (POD), ascorbato peroxidasa (APX) y catalasa (CAT), contenido elevado de prolina (Pro) y contenido reducido de malondialdehído (MDA). Por el contrario, las plantas mutantes mostraron sequedad severa en las hojas, rizado y marchitamiento bajo estrés por sequía. Sus actividades foliares de SOD, POD, APX y CAT fueron más bajas que las de B104, mientras que el MDA fue más alto. Esto sugiere que regula positivamente la tolerancia a la sequía en maíz al afectar la actividad de las enzimas antioxidantes y el contenido de sustancias osmorreguladoras. La localización subcelular reveló que se localizó en el núcleo y el citoplasma. Experimentos de dos híbridos de levadura (Y2H) y complementación de fluorescencia bimolecular (BiFC) demostraron la interacción de con ZmWIN1, ZmADT2, ZmsodC, Zmcab y ZmLHC2. Estos hallazgos establecen una base para comprender las funciones de los genes de maíz, ofreciendo recursos genéticos y perspectivas para el diseño molecular de la cría para la tolerancia a la sequía.
Descripción
La fosfatasa de proteínas PP2C desempeña un papel importante en las respuestas de las plantas al estrés. Por lo tanto, la identificación de genes de maíz que responden al estrés por sequía es particularmente importante para la mejora y creación de nuevas variedades de maíz resistentes a la sequía. En este estudio, identificamos 102 genes en maíz a nivel del genoma. Analizamos las propiedades fisicoquímicas de 102 y construimos un árbol filogenético con . Al analizar la estructura del gen, los motivos proteicos conservados y la sinencia, se encontró que los fueron fuertemente conservados durante la evolución. Se seleccionaron dieciséis genes clave involucrados en el estrés por sequía y la rehidratación utilizando mapeo de redes de coexpresión génica y perfiles de expresión. Los resultados de qRT-PCR mostraron que 16 genes fueron inducidos por ácido abscísico (ABA), sequía y tratamientos con NaCl. Notablemente, mostró una diferencia de expresión sustancial. A través de la transformación genética, sobreexpresamos y generamos el mutante de maíz knockout CRISPR/Cas9 . La sobreexpresión en bajo estrés por sequía mejoró el crecimiento y la supervivencia en comparación con las plantas WT. Las hojas mostraron actividades elevadas de superóxido dismutasa (SOD), peroxidasa (POD), ascorbato peroxidasa (APX) y catalasa (CAT), contenido elevado de prolina (Pro) y contenido reducido de malondialdehído (MDA). Por el contrario, las plantas mutantes mostraron sequedad severa en las hojas, rizado y marchitamiento bajo estrés por sequía. Sus actividades foliares de SOD, POD, APX y CAT fueron más bajas que las de B104, mientras que el MDA fue más alto. Esto sugiere que regula positivamente la tolerancia a la sequía en maíz al afectar la actividad de las enzimas antioxidantes y el contenido de sustancias osmorreguladoras. La localización subcelular reveló que se localizó en el núcleo y el citoplasma. Experimentos de dos híbridos de levadura (Y2H) y complementación de fluorescencia bimolecular (BiFC) demostraron la interacción de con ZmWIN1, ZmADT2, ZmsodC, Zmcab y ZmLHC2. Estos hallazgos establecen una base para comprender las funciones de los genes de maíz, ofreciendo recursos genéticos y perspectivas para el diseño molecular de la cría para la tolerancia a la sequía.