Identificación a nivel genómico, caracterización y análisis de expresión de la familia de genes bajo estrés abiótico y tratamientos hormonales
Autores: Wang, Hongjuan; Wang, Yujiao; Wang, Yongle; Zhu, Jiabao; Chen, Lei; Yan, Xiaoming; Yu, Chun; Jiang, Benli
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Identificación a nivel genómico, caracterización y análisis de expresión de la familia de genes bajo estrés abiótico y tratamientos hormonales
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Glutamina valina
Cofactores de transcripción
Ingeniería genética
Métodos de bioinformática
Amplificación de genes
Estrés ambiental
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 8
Citaciones: Sin citaciones
Las proteínas de glutamina valina (VQ) son cofactores de transcripción involucrados en varios aspectos de la biología vegetal, incluyendo el crecimiento, el desarrollo y la resistencia al estrés, lo que las convierte en un objetivo atractivo para la ingeniería genética destinada a mejorar la resiliencia y productividad de las plantas. Sin embargo, faltan informes completos o estudios sistemáticos sobre los cofactores VQ. En este estudio, analizamos genes utilizando métodos bioinformáticos basados en la base de datos del genoma. Los perfiles de expresión se investigaron además mediante qRT-PCR bajo seis tratamientos: PEG, NaCl, 40 grados C, ABA, SA y MeJA. Se identificaron un total de 39 genes, con un análisis filogenético que los clasificó en siete grupos. El análisis de colinealidad sugirió que la amplificación de genes resultó principalmente de duplicaciones del genoma completo (WGD) o eventos de duplicación segmentaria. Las proporciones Ka/Ks indicaron que los genes de sauce han sufrido predominantemente selección purificadora. El análisis de la estructura de los genes reveló que son sin intrones. La alineación de secuencias múltiples mostró que SsVQ19 comparte similitud con PtVQ27, conteniendo un residuo de treonina (T) hidrofílico precediendo a los residuos de aminoácidos VQ. Además, los genes dentro de cada grupo exhibieron estructuras conservadas y motivos VQ. Los análisis de promotores y expresión sugirieron los roles potenciales de los genes en la regulación de las respuestas del sauce a los estreses ambientales y señales hormonales. La mayoría de los genes mostraron expresión diferencial en puntos de tiempo específicos, con seis miembros mostrando perfiles de expresión de alta amplitud sostenida a través de los tratamientos. Notablemente, se demostró una pronunciada inducción transcripcional bajo estrés por PEG, con niveles de expresión regulados al alza en 62.29 veces (1 h), 49.21 veces (6 h), 99.9 veces (12 h) y 201.50 veces (24 h). Ciertos genes mostraron coexpresión bajo estreses abióticos/hormonales, lo que implica funciones sinérgicas. Los pares de genes paralogos exhibieron una coexpresión más fuerte que los pares no paralogos. Este estudio proporciona nuevas perspectivas sobre las características estructurales y funcionales de la familia de genes, estableciendo una base para futuras investigaciones sobre los mecanismos de resistencia al estrés de los genes de sauce.
Descripción
Las proteínas de glutamina valina (VQ) son cofactores de transcripción involucrados en varios aspectos de la biología vegetal, incluyendo el crecimiento, el desarrollo y la resistencia al estrés, lo que las convierte en un objetivo atractivo para la ingeniería genética destinada a mejorar la resiliencia y productividad de las plantas. Sin embargo, faltan informes completos o estudios sistemáticos sobre los cofactores VQ. En este estudio, analizamos genes utilizando métodos bioinformáticos basados en la base de datos del genoma. Los perfiles de expresión se investigaron además mediante qRT-PCR bajo seis tratamientos: PEG, NaCl, 40 grados C, ABA, SA y MeJA. Se identificaron un total de 39 genes, con un análisis filogenético que los clasificó en siete grupos. El análisis de colinealidad sugirió que la amplificación de genes resultó principalmente de duplicaciones del genoma completo (WGD) o eventos de duplicación segmentaria. Las proporciones Ka/Ks indicaron que los genes de sauce han sufrido predominantemente selección purificadora. El análisis de la estructura de los genes reveló que son sin intrones. La alineación de secuencias múltiples mostró que SsVQ19 comparte similitud con PtVQ27, conteniendo un residuo de treonina (T) hidrofílico precediendo a los residuos de aminoácidos VQ. Además, los genes dentro de cada grupo exhibieron estructuras conservadas y motivos VQ. Los análisis de promotores y expresión sugirieron los roles potenciales de los genes en la regulación de las respuestas del sauce a los estreses ambientales y señales hormonales. La mayoría de los genes mostraron expresión diferencial en puntos de tiempo específicos, con seis miembros mostrando perfiles de expresión de alta amplitud sostenida a través de los tratamientos. Notablemente, se demostró una pronunciada inducción transcripcional bajo estrés por PEG, con niveles de expresión regulados al alza en 62.29 veces (1 h), 49.21 veces (6 h), 99.9 veces (12 h) y 201.50 veces (24 h). Ciertos genes mostraron coexpresión bajo estreses abióticos/hormonales, lo que implica funciones sinérgicas. Los pares de genes paralogos exhibieron una coexpresión más fuerte que los pares no paralogos. Este estudio proporciona nuevas perspectivas sobre las características estructurales y funcionales de la familia de genes, estableciendo una base para futuras investigaciones sobre los mecanismos de resistencia al estrés de los genes de sauce.