Un análisis integrado del metaboloma, transcriptoma y fisiología reveló la respuesta molecular y fisiológica de las raíces a la deficiencia de nitrógeno prolongada
Autores: Lai, Yin-Hua; Peng, Ming-Yi; Rao, Rong-Yu; Chen, Wen-Shu; Huang, Wei-Tao; Ye, Xin; Yang, Lin-Tong; Chen, Li-Song
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Un análisis integrado del metaboloma, transcriptoma y fisiología reveló la respuesta molecular y fisiológica de las raíces a la deficiencia de nitrógeno prolongada
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Solución nutritiva
Deficiencia de nitrógeno
Reprogramación genética
Homeostasis de fosfato
Absorción de N
Producción de energía
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 7
Citaciones: Sin citaciones
Las plántulas fueron suministradas con una solución nutritiva que contenía 15 (control) o 0 (deficiencia de nitrógeno (N)) mM de N durante 10 semanas. Se produjo una extensa reprogramación metabólica y genética en las raíces tratadas con 0 mM de N (RN0) para hacer frente a la deficiencia de N, incluyendo: (a) mejorar la capacidad de mantener la homeostasis de fosfato al elevar las abundancias de metabolitos que contienen fósforo y la compartimentación de fosfato en plastidios, y/o regular a la baja los genes inducibles por bajo fosfato; (b) mejorar la capacidad de mantener la homeostasis de N al reducir los niveles de metabolitos que contienen N pero no fósforo, regular al alza la degradación de compuestos de N, la relación raíz/parte aérea y la expresión de genes involucrados en la absorción de N, resultando en transiciones de alcaloides ricos en N a fenilpropanoides y compuestos fenólicos ricos en carbono (C) (excluyendo alcaloides de indol) y de aminoácidos ricos en N a carbohidratos y ácidos orgánicos ricos en C; (c) regular al alza la capacidad de mantener la homeostasis energética al aumentar la producción de energía (ciclo del ácido tricarboxílico, glucólisis/gluconeogénesis, fosforilación oxidativa y proceso biosintético de ATP) y disminuir la utilización de energía para la biosíntesis de aminoácidos y proteínas y la construcción de nuevas raíces; (d) elevar el transporte transmembrana de metabolitos, mejorando así la remobilización y el reciclaje de compuestos útiles; y (e) activar el procesamiento de proteínas en el retículo endoplásmico. RN0 tenía una mayor capacidad para desintoxicar especies reactivas de oxígeno y aldehídos, protegiendo así a RN0 contra lesiones oxidativas y retrasando la senescencia de las raíces.
Descripción
Las plántulas fueron suministradas con una solución nutritiva que contenía 15 (control) o 0 (deficiencia de nitrógeno (N)) mM de N durante 10 semanas. Se produjo una extensa reprogramación metabólica y genética en las raíces tratadas con 0 mM de N (RN0) para hacer frente a la deficiencia de N, incluyendo: (a) mejorar la capacidad de mantener la homeostasis de fosfato al elevar las abundancias de metabolitos que contienen fósforo y la compartimentación de fosfato en plastidios, y/o regular a la baja los genes inducibles por bajo fosfato; (b) mejorar la capacidad de mantener la homeostasis de N al reducir los niveles de metabolitos que contienen N pero no fósforo, regular al alza la degradación de compuestos de N, la relación raíz/parte aérea y la expresión de genes involucrados en la absorción de N, resultando en transiciones de alcaloides ricos en N a fenilpropanoides y compuestos fenólicos ricos en carbono (C) (excluyendo alcaloides de indol) y de aminoácidos ricos en N a carbohidratos y ácidos orgánicos ricos en C; (c) regular al alza la capacidad de mantener la homeostasis energética al aumentar la producción de energía (ciclo del ácido tricarboxílico, glucólisis/gluconeogénesis, fosforilación oxidativa y proceso biosintético de ATP) y disminuir la utilización de energía para la biosíntesis de aminoácidos y proteínas y la construcción de nuevas raíces; (d) elevar el transporte transmembrana de metabolitos, mejorando así la remobilización y el reciclaje de compuestos útiles; y (e) activar el procesamiento de proteínas en el retículo endoplásmico. RN0 tenía una mayor capacidad para desintoxicar especies reactivas de oxígeno y aldehídos, protegiendo así a RN0 contra lesiones oxidativas y retrasando la senescencia de las raíces.