La identificación de la familia de genes CBF en trigo podría mejorar la tolerancia a la sequía
Autores: Abudukerimu, Zubaidai; Xu, Yitu; Chen, Shengjing; Tan, Yuliu; Li, Caihong; Niu, Nan; Xie, Yuxin; He, Zihan; Liu, Xiangyu; Xin, Junwei; Yu, Jiafei; Li, Junrong; Li, Ximei; Wang, Huifang; Wang, Ming; Golub, Nataliia; Zhang, Yumei; Guo, Weiwei
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
La identificación de la familia de genes CBF en trigo podría mejorar la tolerancia a la sequía
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Agronomía y Ciencia de los Cultivos
Palabras clave
Estrés por sequía
Trigo
Factor de transcripción
Genes
Tolerancia
Funcional
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 31
Citaciones: Sin citaciones
El estrés por sequía es un estrés natural devastador que amenaza la productividad y calidad de los cultivos. Mitigar los efectos adversos del estrés por sequía en el trigo es un objetivo clave en la agricultura. Los factores de transcripción de unión repetida C/DROUGHT RESPONSE ELEMENT BINDING FACTOR 1 (CBF/DREB1) son conocidos por su papel en la aclimatación al frío. Sin embargo, la participación de genes en el estrés por sequía y los mecanismos subyacentes a su función siguen siendo poco comprendidos. En este estudio, se identificaron 81 en trigo, que se agruparon en cuatro linajes distintos según el análisis filogenético. La localización cromosómica indicó que la mayoría de los genes estaban dispersos en el cromosoma 5. Identificamos tres genes homólogos (, , y ) que fueron simultáneamente regulados al alza bajo estrés por sequía según el análisis de ARN-seq. Según la alta expresión después del estrés por sequía, se seleccionó para un análisis funcional adicional. La localización subcelular y el análisis de la actividad de activación transcripcional indicaron que probablemente funcione como un factor de transcripción involucrado en la tolerancia al estrés por sequía. La sobreexpresión de en el crecimiento de la raíz primaria en un 13,49% (OE1), 12,56% (OE2) y 19,53% (OE3) bajo tratamiento con 200 mM de manitol, y 21,65% (OE1), 16,63% (OE2) y 28,13% (OE3) bajo tratamiento con 250 mM de manitol en comparación con el WT. Mientras tanto, la tasa de pérdida de agua de las líneas transgénicas fue del 56% en las hojas WT, pero solo del 44%, 50% y 40% en las líneas OE1, OE2 y OE3, respectivamente. En comparación con el tipo salvaje, las actividades de POD de OE1, OE2 y OE3 aumentaron significativamente en un 42,94%, 29,41% y 62,52%, respectivamente. Y las actividades de Pro en OE1, OE2 y OE3 aumentaron significativamente en un 16,33%, 5,18% y 29,09%, respectivamente, en comparación con el tipo salvaje. Además, el contenido de MDA en OE1, OE2 y OE3 se redujo significativamente en un 40,53%, 15,81% y 54,36%, respectivamente. Un análisis adicional mostró que las líneas transgénicas eran hipersensibles al ácido abscísico (ABA) y mostraban una mayor expresión de . Especulamos que juega un papel importante en mejorar la tolerancia a la sequía. En resumen, nuestros hallazgos proporcionan nuevas perspectivas sobre los roles funcionales de los genes en la tolerancia al estrés por sequía.
Descripción
El estrés por sequía es un estrés natural devastador que amenaza la productividad y calidad de los cultivos. Mitigar los efectos adversos del estrés por sequía en el trigo es un objetivo clave en la agricultura. Los factores de transcripción de unión repetida C/DROUGHT RESPONSE ELEMENT BINDING FACTOR 1 (CBF/DREB1) son conocidos por su papel en la aclimatación al frío. Sin embargo, la participación de genes en el estrés por sequía y los mecanismos subyacentes a su función siguen siendo poco comprendidos. En este estudio, se identificaron 81 en trigo, que se agruparon en cuatro linajes distintos según el análisis filogenético. La localización cromosómica indicó que la mayoría de los genes estaban dispersos en el cromosoma 5. Identificamos tres genes homólogos (, , y ) que fueron simultáneamente regulados al alza bajo estrés por sequía según el análisis de ARN-seq. Según la alta expresión después del estrés por sequía, se seleccionó para un análisis funcional adicional. La localización subcelular y el análisis de la actividad de activación transcripcional indicaron que probablemente funcione como un factor de transcripción involucrado en la tolerancia al estrés por sequía. La sobreexpresión de en el crecimiento de la raíz primaria en un 13,49% (OE1), 12,56% (OE2) y 19,53% (OE3) bajo tratamiento con 200 mM de manitol, y 21,65% (OE1), 16,63% (OE2) y 28,13% (OE3) bajo tratamiento con 250 mM de manitol en comparación con el WT. Mientras tanto, la tasa de pérdida de agua de las líneas transgénicas fue del 56% en las hojas WT, pero solo del 44%, 50% y 40% en las líneas OE1, OE2 y OE3, respectivamente. En comparación con el tipo salvaje, las actividades de POD de OE1, OE2 y OE3 aumentaron significativamente en un 42,94%, 29,41% y 62,52%, respectivamente. Y las actividades de Pro en OE1, OE2 y OE3 aumentaron significativamente en un 16,33%, 5,18% y 29,09%, respectivamente, en comparación con el tipo salvaje. Además, el contenido de MDA en OE1, OE2 y OE3 se redujo significativamente en un 40,53%, 15,81% y 54,36%, respectivamente. Un análisis adicional mostró que las líneas transgénicas eran hipersensibles al ácido abscísico (ABA) y mostraban una mayor expresión de . Especulamos que juega un papel importante en mejorar la tolerancia a la sequía. En resumen, nuestros hallazgos proporcionan nuevas perspectivas sobre los roles funcionales de los genes en la tolerancia al estrés por sequía.