La transcriptómica y metabolómica integrativas revelan las principales vías metabólicas en la resistencia de plántulas de arroz infectadas por endófitos al estrés por NaCO
Autores: Wang, Xinnan; Li, Yanan; Sun, Hefei; Zhang, Lihong; Li, Xuemei
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
La transcriptómica y metabolómica integrativas revelan las principales vías metabólicas en la resistencia de plántulas de arroz infectadas por endófitos al estrés por NaCO
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Salinización alcalina del suelo
Crecimiento del arroz
Endófito EF0801
Metabolismo fisiológico
Estrés por NaCO
Tecnología de RNA-seq
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 12
Citaciones: Sin citaciones
La salinización y alcalinización del suelo es un factor clave que afecta el crecimiento y el metabolismo fisiológico del arroz, lo que conduce a una reducción en los rendimientos. El endófito EF0801 promovió significativamente el crecimiento y mejoró su resistencia a la sal y la alcalinidad. Investigamos los parámetros de crecimiento y los índices fisiológicos de plántulas de arroz infectadas con el endófito EF0801 y de control bajo estrés de carbonato de sodio (NaCO). Los resultados mostraron que las plántulas de arroz infectadas con el endófito mostraron un aumento en la altura de la planta de 1.25 veces, una reducción en la longitud de las raíces de 0.79 veces, y las actividades de la sacarosa sintasa (SS), la sacarosa fosfosintasa (SPS), la hexoquinasa (HXK) y la alfa-glucosidasa (alpha-GC) aumentaron en 0.15 veces, 0.29 veces, 0.06 veces y 1.45 veces, respectivamente, mientras que la actividad de la beta-glucosidasa (beta-GC) disminuyó en 0.12 veces. Utilizando tecnología de cromatografía de gases y espectrometría de masas (GC-MS) y tecnología de secuenciación de ARN (RNA-seq), identificamos 419 genes expresados diferencialmente (DEGs) y 37 metabolitos acumulados diferencialmente (DAMs). El análisis de enriquecimiento integral de DAMs y DEGs mostró que 6 DEGs y 6 DAMs estaban fuertemente correlacionados con los efectos mitigadores de los endófitos en las hojas de arroz bajo tratamiento con NaCO, destacando el co-enriquecimiento en el metabolismo del almidón y la sacarosa, así como en el metabolismo de la alanina, aspartato y glutamato. Se encontró que el gen que codifica la HXK estaba regulado al alza en plántulas de arroz infectadas con el endófito bajo estrés de NaCO. La HXK juega un papel clave en la conversión de fructosa y glucosa en fructosa 6-fosfato (F-6-P) y glucosa 6-fosfato (G-6-P), que son intermediarios importantes en el metabolismo energético celular y las vías glucolíticas, proporcionando energía y biosíntesis de sustancias precursoras. Nuestros hallazgos proporcionan una perspectiva potencial para desentrañar la respuesta molecular de la resistencia a la sal y la alcalinidad mediada por endófitos en las hojas de arroz y una justificación teórica para explorar los mecanismos de los efectos promotores del crecimiento por parte de los endófitos.
Descripción
La salinización y alcalinización del suelo es un factor clave que afecta el crecimiento y el metabolismo fisiológico del arroz, lo que conduce a una reducción en los rendimientos. El endófito EF0801 promovió significativamente el crecimiento y mejoró su resistencia a la sal y la alcalinidad. Investigamos los parámetros de crecimiento y los índices fisiológicos de plántulas de arroz infectadas con el endófito EF0801 y de control bajo estrés de carbonato de sodio (NaCO). Los resultados mostraron que las plántulas de arroz infectadas con el endófito mostraron un aumento en la altura de la planta de 1.25 veces, una reducción en la longitud de las raíces de 0.79 veces, y las actividades de la sacarosa sintasa (SS), la sacarosa fosfosintasa (SPS), la hexoquinasa (HXK) y la alfa-glucosidasa (alpha-GC) aumentaron en 0.15 veces, 0.29 veces, 0.06 veces y 1.45 veces, respectivamente, mientras que la actividad de la beta-glucosidasa (beta-GC) disminuyó en 0.12 veces. Utilizando tecnología de cromatografía de gases y espectrometría de masas (GC-MS) y tecnología de secuenciación de ARN (RNA-seq), identificamos 419 genes expresados diferencialmente (DEGs) y 37 metabolitos acumulados diferencialmente (DAMs). El análisis de enriquecimiento integral de DAMs y DEGs mostró que 6 DEGs y 6 DAMs estaban fuertemente correlacionados con los efectos mitigadores de los endófitos en las hojas de arroz bajo tratamiento con NaCO, destacando el co-enriquecimiento en el metabolismo del almidón y la sacarosa, así como en el metabolismo de la alanina, aspartato y glutamato. Se encontró que el gen que codifica la HXK estaba regulado al alza en plántulas de arroz infectadas con el endófito bajo estrés de NaCO. La HXK juega un papel clave en la conversión de fructosa y glucosa en fructosa 6-fosfato (F-6-P) y glucosa 6-fosfato (G-6-P), que son intermediarios importantes en el metabolismo energético celular y las vías glucolíticas, proporcionando energía y biosíntesis de sustancias precursoras. Nuestros hallazgos proporcionan una perspectiva potencial para desentrañar la respuesta molecular de la resistencia a la sal y la alcalinidad mediada por endófitos en las hojas de arroz y una justificación teórica para explorar los mecanismos de los efectos promotores del crecimiento por parte de los endófitos.