Identificación a nivel genómico de la familia de ATPasas de metales pesados en y verificación funcional de y
Autores: Liang, Xiaolin; Zhang, Xiaofang; Li, Yibo; Ding, Yifan; Li, Hongying; Hao, Ziyuan; Wang, Ning; Han, Xiaojiao
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Identificación a nivel genómico de la familia de ATPasas de metales pesados en y verificación funcional de y
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Agronomía y Ciencia de los Cultivos
Palabras clave
Trigo
Diversidad genética
Resistencia al estrés
HMAs
Metales pesados
Familia de genes
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 37
Citaciones: Sin citaciones
, una hierba anual monocotiledónea, reconocida como un progenitor fundamental del trigo moderno ( L.), sirve como donante del genoma D en el trigo hexaploide. Esta especie diploide (2n = 2x = 14, DD) alberga un importante reservorio de diversidad genética, especialmente en términos de resistencia a factores de estrés bióticos y abióticos. La extensa variación alélica presente en su genoma ha sido cada vez más utilizada para la mejora genética del trigo, especialmente a través de programas de cría por introgresión destinados a mejorar el potencial de rendimiento y la resistencia al estrés. Las ATPasas de metales pesados (HMAs), que pertenecen a la super familia de ATPasas de tipo P y también son conocidas como ATPasas de tipo P1B, desempeñan un papel crucial en el transporte de metales pesados y en el mantenimiento de la homeostasis de iones metálicos en las células vegetales. Las HMAs han sido ampliamente estudiadas en plantas modelo como y arroz. Sin embargo, esta familia no ha sido reportada en . Aquí, realizamos la identificación a nivel genómico y análisis bioinformático de la familia génica en , lo que resultó en el descubrimiento de un total de nueve miembros. Entre los genes, seis pares son genes de duplicación en bloque grande, que ocurren principalmente entre los cuatro genes de , , , y . Además, hay un par que consiste en genes de duplicación en tándem (: ). Todos pueden ser clasificados en seis grupos (I-VI), que se dividen además en dos ramas: las subclases de cobre y las subclases de zinc. Inicialmente, se cultivó en una solución nutriente de Hoagland al 1/2 y posteriormente se expuso a cuatro metales pesados: zinc (Zn), cobre (Cu), manganeso (Mn) y cadmio (Cd). Tras este tratamiento, se evaluaron los perfiles de expresión de nueve genes. Los resultados indicaron que, bajo estrés de zinc y manganeso, los miembros de la familia HMA mostraron una expresión mejorada en las hojas, mientras que la expresión de la mayoría de los miembros en las raíces fue regulada a la baja. En las raíces, excepto por , , y , los niveles de expresión de los otros miembros se incrementaron en respuesta a la exposición al Cd. Además, disminuye la tolerancia de la levadura al Mn al aumentar la absorción de Mn, mientras que aumenta la tolerancia de la levadura al Cd al reducir la absorción de Cd. Este estudio proporciona datos experimentales sobre la función del gen en el transporte, regulación y detoxificación de elementos de metales pesados en .
Descripción
, una hierba anual monocotiledónea, reconocida como un progenitor fundamental del trigo moderno ( L.), sirve como donante del genoma D en el trigo hexaploide. Esta especie diploide (2n = 2x = 14, DD) alberga un importante reservorio de diversidad genética, especialmente en términos de resistencia a factores de estrés bióticos y abióticos. La extensa variación alélica presente en su genoma ha sido cada vez más utilizada para la mejora genética del trigo, especialmente a través de programas de cría por introgresión destinados a mejorar el potencial de rendimiento y la resistencia al estrés. Las ATPasas de metales pesados (HMAs), que pertenecen a la super familia de ATPasas de tipo P y también son conocidas como ATPasas de tipo P1B, desempeñan un papel crucial en el transporte de metales pesados y en el mantenimiento de la homeostasis de iones metálicos en las células vegetales. Las HMAs han sido ampliamente estudiadas en plantas modelo como y arroz. Sin embargo, esta familia no ha sido reportada en . Aquí, realizamos la identificación a nivel genómico y análisis bioinformático de la familia génica en , lo que resultó en el descubrimiento de un total de nueve miembros. Entre los genes, seis pares son genes de duplicación en bloque grande, que ocurren principalmente entre los cuatro genes de , , , y . Además, hay un par que consiste en genes de duplicación en tándem (: ). Todos pueden ser clasificados en seis grupos (I-VI), que se dividen además en dos ramas: las subclases de cobre y las subclases de zinc. Inicialmente, se cultivó en una solución nutriente de Hoagland al 1/2 y posteriormente se expuso a cuatro metales pesados: zinc (Zn), cobre (Cu), manganeso (Mn) y cadmio (Cd). Tras este tratamiento, se evaluaron los perfiles de expresión de nueve genes. Los resultados indicaron que, bajo estrés de zinc y manganeso, los miembros de la familia HMA mostraron una expresión mejorada en las hojas, mientras que la expresión de la mayoría de los miembros en las raíces fue regulada a la baja. En las raíces, excepto por , , y , los niveles de expresión de los otros miembros se incrementaron en respuesta a la exposición al Cd. Además, disminuye la tolerancia de la levadura al Mn al aumentar la absorción de Mn, mientras que aumenta la tolerancia de la levadura al Cd al reducir la absorción de Cd. Este estudio proporciona datos experimentales sobre la función del gen en el transporte, regulación y detoxificación de elementos de metales pesados en .