El análisis del transcriptoma identifica nuevos genes asociados con la germinación de semillas a baja temperatura en maíz dulce
Autores: Xiao, Yingni; Chen, Mei; Zheng, Nannan; Xu, Zhuoyi; Zhang, Jie; Hu, Xinmin; Li, Li; Gu, Riliang; Du, Xuemei; Wang, Jianhua
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
El análisis del transcriptoma identifica nuevos genes asociados con la germinación de semillas a baja temperatura en maíz dulce
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Maíz dulce
Baja vigor de semillas
Bajas temperaturas
Tasas de germinación
Análisis de transcriptoma
DEGs
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 8
Citaciones: Sin citaciones
Típicamente, el maíz dulce, particularmente el maíz dulce, tiene una baja vigorosidad de semillas debido a su alto contenido de azúcar y bajo contenido de almidón, lo que representa un gran problema en la producción de maíz dulce, especialmente a bajas temperaturas. Hay una variación considerable en las tasas de germinación entre las variedades de maíz dulce en condiciones de baja temperatura, y los mecanismos subyacentes detrás de este fenómeno siguen siendo poco claros. En este estudio, se seleccionaron dos líneas de maíz dulce endogámicas (la línea tolerante L282 y la línea sensible L693) que difieren en sus tasas de germinación a baja temperatura; mientras que no se observó diferencia en sus tasas de germinación a temperaturas normales. Para identificar los genes específicamente inducidos que influyen en la capacidad de germinación del maíz dulce a bajas temperaturas, se realizó un análisis de transcriptoma de las dos líneas tanto a temperaturas normales como a bajas temperaturas. En comparación con las líneas a temperatura normal, se identificaron 3926 y 1404 genes expresados diferencialmente (DEGs) de L282 y L693, respectivamente, bajo condiciones de baja temperatura. De ellos, 830 DEGs fueron DEGs comunes (cDEGs) que se identificaron tanto de L282 como de L693, que se enriquecieron principalmente en términos de procesos basados en microtúbulos, modificación de histona H3-K9, procesos celulares de organismo único y procesos metabólicos de carbohidratos. Además, se detectaron 3096 DEGs especiales (sDEGs), con 2199 regulados al alza y 897 regulados a la baja, en la línea tolerante L282, pero no en la línea sensible L693. Estos sDEGs estaban principalmente relacionados con membranas plasmáticas y compuestos que contienen oxígeno. Además, las mediciones de conductividad eléctrica demostraron que la membrana de L282 experimentó menos daño, lo que es consistente con su fuerte tolerancia a bajas temperaturas. Estos resultados amplían nuestra comprensión de los complejos mecanismos involucrados en la germinación en frío del maíz dulce y proporcionan un conjunto de genes candidatos para un análisis genético adicional.
Descripción
Típicamente, el maíz dulce, particularmente el maíz dulce, tiene una baja vigorosidad de semillas debido a su alto contenido de azúcar y bajo contenido de almidón, lo que representa un gran problema en la producción de maíz dulce, especialmente a bajas temperaturas. Hay una variación considerable en las tasas de germinación entre las variedades de maíz dulce en condiciones de baja temperatura, y los mecanismos subyacentes detrás de este fenómeno siguen siendo poco claros. En este estudio, se seleccionaron dos líneas de maíz dulce endogámicas (la línea tolerante L282 y la línea sensible L693) que difieren en sus tasas de germinación a baja temperatura; mientras que no se observó diferencia en sus tasas de germinación a temperaturas normales. Para identificar los genes específicamente inducidos que influyen en la capacidad de germinación del maíz dulce a bajas temperaturas, se realizó un análisis de transcriptoma de las dos líneas tanto a temperaturas normales como a bajas temperaturas. En comparación con las líneas a temperatura normal, se identificaron 3926 y 1404 genes expresados diferencialmente (DEGs) de L282 y L693, respectivamente, bajo condiciones de baja temperatura. De ellos, 830 DEGs fueron DEGs comunes (cDEGs) que se identificaron tanto de L282 como de L693, que se enriquecieron principalmente en términos de procesos basados en microtúbulos, modificación de histona H3-K9, procesos celulares de organismo único y procesos metabólicos de carbohidratos. Además, se detectaron 3096 DEGs especiales (sDEGs), con 2199 regulados al alza y 897 regulados a la baja, en la línea tolerante L282, pero no en la línea sensible L693. Estos sDEGs estaban principalmente relacionados con membranas plasmáticas y compuestos que contienen oxígeno. Además, las mediciones de conductividad eléctrica demostraron que la membrana de L282 experimentó menos daño, lo que es consistente con su fuerte tolerancia a bajas temperaturas. Estos resultados amplían nuestra comprensión de los complejos mecanismos involucrados en la germinación en frío del maíz dulce y proporcionan un conjunto de genes candidatos para un análisis genético adicional.