Identificación a Nivel Genómico de la Familia de Genes DREB en el Kiwi y Caracterización Funcional de la Tolerancia al Frío Mediado por 5-ALA Exógeno a Través de la Eliminación de ROS y Señalización Hormonal
Autores: Tian, Ping; Chen, Daming; Wan, Jiaqiong; Chen, Chaoying; Zhao, Ke; Zi, Yinqiang; Liu, Pu; Yang, Chengquan; Zhang, Hanyao; Liu, Xiaozhen
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Identificación a Nivel Genómico de la Familia de Genes DREB en el Kiwi y Caracterización Funcional de la Tolerancia al Frío Mediado por 5-ALA Exógeno a Través de la Eliminación de ROS y Señalización Hormonal
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Proteínas de unión a elementos de respuesta a la deshidratación
Estrés por frío
Kiwi
ácido 5-aminolevulínico
Estrés por bajas temperaturas
Genes DREB
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 10
Citaciones: Sin citaciones
Se han identificado las proteínas de unión al elemento de respuesta a la deshidratación (DREBs) como reguladores principales de la aclimatación al frío en muchas angiospermas. El estrés por frío es uno de los principales estreses abióticos que afectan el crecimiento y desarrollo del kiwi. Sin embargo, el kiwi es actualmente una de las frutas más consumidas en todo el mundo debido a su alto valor nutricional. El ácido 5-aminolevulínico (5-ALA) es un aminoácido no proteico conocido por sus efectos promocionales distintivos en la resistencia, el crecimiento y el desarrollo de las plantas. Sin embargo, no se han reportado estudios sobre la función del gen DREB del kiwi en la mitigación del estrés por bajas temperaturas en sus plántulas a través de 5-ALA exógeno. Por lo tanto, en este estudio, realizamos una identificación a nivel genómico de los miembros de la familia de genes DREB en el kiwi y analizamos los efectos regulatorios de 5-ALA exógeno sobre los genes DREB del kiwi bajo estrés por bajas temperaturas. Se identificaron un total de 193 genes DREB en 29 cromosomas. El análisis filogenético clasificó estos genes en seis subfamilias. Aunque hubo algunas diferencias en los elementos cis entre las subfamilias, todos contenían más elementos cis-actuantes relacionados con estreses bióticos o abióticos y hormonas. Los análisis de enriquecimiento de GO y KEGG revelaron que AcDREB desempeña un papel esencial en la señalización hormonal, los procesos metabólicos y la respuesta al estrés adverso. Bajo estrés por bajas temperaturas, la aplicación de 5-ALA exógeno inhibió la acumulación de APX y DHAR, promovió un aumento en la clorofila y aumentó la acumulación de enzimas y sustancias como 5-ALA, MDHAR, GR, ASA, GAH y GSSH, acelerando así la eliminación de ROS y aumentando la resistencia al frío de los kiwis. El análisis funcional reveló que 46 genes DREB expresados diferencialmente, especialmente aquellos que codifican , , y , que están involucrados en la señalización de etileno y la señalización de defensa, y, después de que se activa la transcripción de los genes objetivo aguas abajo, están involucrados en la regulación de los kiwis estresados por bajas temperaturas mediante 5-ALA exógeno, mejorando así la tolerancia al frío de los kiwis. Notablemente, , , y podrían servir como genes clave para la tolerancia al frío. Este estudio es el primero en investigar la función de los genes AcDREB involucrados en el papel de 5-ALA exógeno en la regulación del estrés por bajas temperaturas, revelando el mecanismo regulador mediante el cual DREB está involucrado en la capacidad de 5-ALA exógeno para aliviar el estrés por bajas temperaturas.
Descripción
Se han identificado las proteínas de unión al elemento de respuesta a la deshidratación (DREBs) como reguladores principales de la aclimatación al frío en muchas angiospermas. El estrés por frío es uno de los principales estreses abióticos que afectan el crecimiento y desarrollo del kiwi. Sin embargo, el kiwi es actualmente una de las frutas más consumidas en todo el mundo debido a su alto valor nutricional. El ácido 5-aminolevulínico (5-ALA) es un aminoácido no proteico conocido por sus efectos promocionales distintivos en la resistencia, el crecimiento y el desarrollo de las plantas. Sin embargo, no se han reportado estudios sobre la función del gen DREB del kiwi en la mitigación del estrés por bajas temperaturas en sus plántulas a través de 5-ALA exógeno. Por lo tanto, en este estudio, realizamos una identificación a nivel genómico de los miembros de la familia de genes DREB en el kiwi y analizamos los efectos regulatorios de 5-ALA exógeno sobre los genes DREB del kiwi bajo estrés por bajas temperaturas. Se identificaron un total de 193 genes DREB en 29 cromosomas. El análisis filogenético clasificó estos genes en seis subfamilias. Aunque hubo algunas diferencias en los elementos cis entre las subfamilias, todos contenían más elementos cis-actuantes relacionados con estreses bióticos o abióticos y hormonas. Los análisis de enriquecimiento de GO y KEGG revelaron que AcDREB desempeña un papel esencial en la señalización hormonal, los procesos metabólicos y la respuesta al estrés adverso. Bajo estrés por bajas temperaturas, la aplicación de 5-ALA exógeno inhibió la acumulación de APX y DHAR, promovió un aumento en la clorofila y aumentó la acumulación de enzimas y sustancias como 5-ALA, MDHAR, GR, ASA, GAH y GSSH, acelerando así la eliminación de ROS y aumentando la resistencia al frío de los kiwis. El análisis funcional reveló que 46 genes DREB expresados diferencialmente, especialmente aquellos que codifican , , y , que están involucrados en la señalización de etileno y la señalización de defensa, y, después de que se activa la transcripción de los genes objetivo aguas abajo, están involucrados en la regulación de los kiwis estresados por bajas temperaturas mediante 5-ALA exógeno, mejorando así la tolerancia al frío de los kiwis. Notablemente, , , y podrían servir como genes clave para la tolerancia al frío. Este estudio es el primero en investigar la función de los genes AcDREB involucrados en el papel de 5-ALA exógeno en la regulación del estrés por bajas temperaturas, revelando el mecanismo regulador mediante el cual DREB está involucrado en la capacidad de 5-ALA exógeno para aliviar el estrés por bajas temperaturas.