Análisis transcriptómico integral revela genes y vías relacionados con la defensa de las plantas de arroz en respuesta a la infestación del gusano cogollero
Autores: Zhang, Xueyan; Wang, Xihao; Wang, Tao
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Análisis transcriptómico integral revela genes y vías relacionados con la defensa de las plantas de arroz en respuesta a la infestación del gusano cogollero
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Arroz
Gusano del ejército caído
Expresión génica
Mecanismos de defensa
Factores de transcripción
Resistencia a plagas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 9
Citaciones: Sin citaciones
El arroz (L.) sirve como sustituto del pan y es un alimento básico para la mitad de la población mundial, pero se ve fuertemente afectado por plagas de insectos. La oruga del ejército caída () es una plaga altamente destructiva que amenaza el arroz y otros cultivos en regiones tropicales. A pesar de su importancia, se conoce poco sobre los mecanismos moleculares que subyacen a la respuesta del arroz a la infestación de la oruga del ejército caída. En este estudio, utilizamos análisis de transcriptoma para explorar los cambios globales en la expresión génica en las hojas de arroz durante 1 h y 12 h de alimentación de la oruga del ejército caída. Los resultados revelan 2695 y 6264 genes expresados diferencialmente (DEGs) a las 1 y 12 h post-infestación, respectivamente. Los análisis de enriquecimiento de Gene Ontology (GO) y KEGG proporcionan información sobre los procesos biológicos y las vías afectadas por la alimentación de la oruga del ejército caída. Se encontraron genes clave asociados con la regulación hormonal, las vías metabólicas de defensa y los procesos antioxidantes y de detoxificación que fueron regulados al alza, sugiriendo la implicación de la señalización del ácido jasmonico (JA), las vías de biosíntesis del ácido salicílico, la respuesta a auxinas y las proteínas de choque térmico en la defensa durante 1 h y 12 h después de la infestación de la oruga del ejército caída. De manera similar, los genes clave involucrados en la regulación transcripcional y los mecanismos de defensa revelan la activación de calmodulinas, factores de transcripción (TFs) y genes relacionados con la biosíntesis de metabolitos secundarios. Además, se identifican las familias de TFs MYB, WRKY y factores de respuesta al etileno (ERFs) como cruciales en la respuesta de defensa del arroz. Este estudio proporciona una comprensión integral de la dinámica molecular en la respuesta del arroz a la infestación de la oruga del ejército caída, ofreciendo valiosas perspectivas para desarrollar variedades de arroz resistentes a plagas y mejorar la seguridad alimentaria global. Los genes y vías identificados proporcionan una amplia gama de recursos genómicos que pueden ser utilizados para una investigación genética adicional sobre la resistencia del arroz a los herbívoros. Esto también sugiere que las plantas de arroz pueden haber evolucionado estrategias contra los insectos herbívoros. También sienta las bases para nuevas técnicas de resistencia a plagas para el arroz.
Descripción
El arroz (L.) sirve como sustituto del pan y es un alimento básico para la mitad de la población mundial, pero se ve fuertemente afectado por plagas de insectos. La oruga del ejército caída () es una plaga altamente destructiva que amenaza el arroz y otros cultivos en regiones tropicales. A pesar de su importancia, se conoce poco sobre los mecanismos moleculares que subyacen a la respuesta del arroz a la infestación de la oruga del ejército caída. En este estudio, utilizamos análisis de transcriptoma para explorar los cambios globales en la expresión génica en las hojas de arroz durante 1 h y 12 h de alimentación de la oruga del ejército caída. Los resultados revelan 2695 y 6264 genes expresados diferencialmente (DEGs) a las 1 y 12 h post-infestación, respectivamente. Los análisis de enriquecimiento de Gene Ontology (GO) y KEGG proporcionan información sobre los procesos biológicos y las vías afectadas por la alimentación de la oruga del ejército caída. Se encontraron genes clave asociados con la regulación hormonal, las vías metabólicas de defensa y los procesos antioxidantes y de detoxificación que fueron regulados al alza, sugiriendo la implicación de la señalización del ácido jasmonico (JA), las vías de biosíntesis del ácido salicílico, la respuesta a auxinas y las proteínas de choque térmico en la defensa durante 1 h y 12 h después de la infestación de la oruga del ejército caída. De manera similar, los genes clave involucrados en la regulación transcripcional y los mecanismos de defensa revelan la activación de calmodulinas, factores de transcripción (TFs) y genes relacionados con la biosíntesis de metabolitos secundarios. Además, se identifican las familias de TFs MYB, WRKY y factores de respuesta al etileno (ERFs) como cruciales en la respuesta de defensa del arroz. Este estudio proporciona una comprensión integral de la dinámica molecular en la respuesta del arroz a la infestación de la oruga del ejército caída, ofreciendo valiosas perspectivas para desarrollar variedades de arroz resistentes a plagas y mejorar la seguridad alimentaria global. Los genes y vías identificados proporcionan una amplia gama de recursos genómicos que pueden ser utilizados para una investigación genética adicional sobre la resistencia del arroz a los herbívoros. Esto también sugiere que las plantas de arroz pueden haber evolucionado estrategias contra los insectos herbívoros. También sienta las bases para nuevas técnicas de resistencia a plagas para el arroz.