Identificación a nivel del genoma y análisis de expresión de las familias de genes de catalasa en
Autores: Ghorbel, Mouna; Zribi, Ikram; Haddaji, Najla; Siddiqui, Arif Jamal; Bouali, Nouha; Brini, Faiçal
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Identificación a nivel del genoma y análisis de expresión de las familias de genes de catalasa en
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Metabolismo aeróbico
Peróxido de hidrógeno
Especies reactivas de oxígeno
Tolerancia de las plantas
Familias de genes inducidos por estrés
Catalasas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 9
Citaciones: Sin citaciones
El metabolismo aeróbico en las plantas resulta en la producción de peróxido de hidrógeno (HO), una especie reactiva de oxígeno (ROS) no radical significativa y comparativamente estable. HO es una molécula de señalización que regula procesos fisiológicos y biológicos particulares (el ciclo celular, la fotosíntesis, el crecimiento y desarrollo de las plantas, y las respuestas de las plantas a desafíos ambientales) a bajas concentraciones. Las plantas pueden experimentar estrés oxidativo y, en última instancia, morir por muerte celular si se acumula un exceso de HO. Además, existen diferentes especies de trigo antiguo que presentan características interesantes y su importancia se está volviendo cada vez más clara. De hecho, debido a su interesante valor nutritivo, sabor y valores nutricionales, así como su resistencia a diferentes parásitos, el cultivo de estas especies es cada vez más importante. Por lo tanto, es importante entender los mecanismos de tolerancia de las plantas a diferentes estrés bióticos y abióticos mediante el estudio de diferentes familias de genes inducidos por estrés, como las catalasas (CAT), que son enzimas importantes que metabolizan HO y se encuentran en las plantas. Aquí, identificamos siete genes codificadores en , cuatro genes en () y ocho genes en (). La precisión de los nuevos miembros del gen CAT de trigo identificados en diferentes genomas de trigo se confirma mediante las estructuras de los genes, las relaciones filogenéticas, los dominios de proteínas y los análisis de localización subcelular discutidos en este artículo. De hecho, nuestro análisis mostró que los genes identificados albergan los siguientes dos dominios conservados: un dominio de catalasa (pfam00199) y un dominio relacionado con la catalasa (pfam06628). Los análisis filogenéticos mostraron que las proteínas CAT de trigo identificadas estaban presentes en una forma análoga en el trigo duro y el trigo pan. Además, las proteínas CAT identificadas se localizaron esencialmente en el peroxisoma, como revelaron los análisis in silico. Curiosamente, los análisis de los promotores de CAT en esas especies revelaron la presencia de diferentes elementos cis relacionados con el desarrollo de las plantas, la maduración y las respuestas de las plantas a diferentes estrés ambientales. Según RT-qPCR, los genes mostraron patrones de expresión distintivos en los órganos estudiados y en respuesta a diferentes tratamientos (sal, calor, frío, manitol y ABA). Este estudio completó un análisis exhaustivo de los genes CAT en , lo que avanza nuestro conocimiento sobre los genes CAT y establece un marco para futuros análisis funcionales de la familia de genes de trigo.
Descripción
El metabolismo aeróbico en las plantas resulta en la producción de peróxido de hidrógeno (HO), una especie reactiva de oxígeno (ROS) no radical significativa y comparativamente estable. HO es una molécula de señalización que regula procesos fisiológicos y biológicos particulares (el ciclo celular, la fotosíntesis, el crecimiento y desarrollo de las plantas, y las respuestas de las plantas a desafíos ambientales) a bajas concentraciones. Las plantas pueden experimentar estrés oxidativo y, en última instancia, morir por muerte celular si se acumula un exceso de HO. Además, existen diferentes especies de trigo antiguo que presentan características interesantes y su importancia se está volviendo cada vez más clara. De hecho, debido a su interesante valor nutritivo, sabor y valores nutricionales, así como su resistencia a diferentes parásitos, el cultivo de estas especies es cada vez más importante. Por lo tanto, es importante entender los mecanismos de tolerancia de las plantas a diferentes estrés bióticos y abióticos mediante el estudio de diferentes familias de genes inducidos por estrés, como las catalasas (CAT), que son enzimas importantes que metabolizan HO y se encuentran en las plantas. Aquí, identificamos siete genes codificadores en , cuatro genes en () y ocho genes en (). La precisión de los nuevos miembros del gen CAT de trigo identificados en diferentes genomas de trigo se confirma mediante las estructuras de los genes, las relaciones filogenéticas, los dominios de proteínas y los análisis de localización subcelular discutidos en este artículo. De hecho, nuestro análisis mostró que los genes identificados albergan los siguientes dos dominios conservados: un dominio de catalasa (pfam00199) y un dominio relacionado con la catalasa (pfam06628). Los análisis filogenéticos mostraron que las proteínas CAT de trigo identificadas estaban presentes en una forma análoga en el trigo duro y el trigo pan. Además, las proteínas CAT identificadas se localizaron esencialmente en el peroxisoma, como revelaron los análisis in silico. Curiosamente, los análisis de los promotores de CAT en esas especies revelaron la presencia de diferentes elementos cis relacionados con el desarrollo de las plantas, la maduración y las respuestas de las plantas a diferentes estrés ambientales. Según RT-qPCR, los genes mostraron patrones de expresión distintivos en los órganos estudiados y en respuesta a diferentes tratamientos (sal, calor, frío, manitol y ABA). Este estudio completó un análisis exhaustivo de los genes CAT en , lo que avanza nuestro conocimiento sobre los genes CAT y establece un marco para futuros análisis funcionales de la familia de genes de trigo.