Análisis transcriptómicos y fisiológicos revelan el mecanismo molecular a través del cual la melatonina exógena aumenta la tolerancia al estrés por sequía en crisantemo
Autores: Luo, Yan; Hu, Taotao; Huo, Yunyun; Wang, Lingling; Zhang, Li; Yan, Rui
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Análisis transcriptómicos y fisiológicos revelan el mecanismo molecular a través del cual la melatonina exógena aumenta la tolerancia al estrés por sequía en crisantemo
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Industria de las flores
Estrés por sequía
Melatonina
Capacidad fotosintética
Actividad de enzimas antioxidantes
Análisis de RNA-seq
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 11
Citaciones: Sin citaciones
(Ramat.) Hemsl.) es una especie importante en la industria floral de China, y el estrés por sequía afecta seriamente el crecimiento, la calidad, el rendimiento y la distribución geográfica de esta especie. La melatonina (MT) juega un papel clave en la regulación de las respuestas de las plantas al estrés abiótico y la resistencia al estrés, pero el mecanismo a través del cual la MT exógena regula la resistencia a la sequía sigue sin estar claro. Este estudio exploró el efecto protector de la MT sobre la tolerancia a la sequía y sus vías regulatorias clave. La aplicación de MT exógena aumentó la capacidad fotosintética (Tr aumentó un 18.07%; Pn aumentó un 38.46%; y Gs aumentó un 26.52%) y atenuó las disminuciones en su clorofila (19.89%) y contenidos de agua relativa (26.94%). Además, la MT aumentó los niveles de compuestos relacionados con la osmolaridad, como azúcares solubles (43.60%) y proteínas solubles (9.86%) bajo estrés por sequía y aumentó la actividad de las enzimas antioxidantes (SOD aumentó un 20.98%; POD aumentó un 35.04%; y CAT aumentó un 26.21%). Adicionalmente, la MT aumentó la MT endógena (597.96%), la hormona de crecimiento (45.31% y 92.09%), el ácido giberélico (75.92% y 3.79%), el ácido salicílico (33.02%) y los contenidos de citoquinina (1400.00%) bajo estrés por sequía, mientras que disminuyó el ácido abscísico (50.69% y 56.79%), los contenidos de jasmonato (62.57% y 28.31%) y los contenidos de etileno (9.28%). El análisis de RNA-seq reveló 17,389, 1466 y 9359 genes expresados diferencialmente (DEGs) bajo tres tratamientos (PEG, MT y MT _ PEG, respectivamente) en comparación con el control. Los análisis de enriquecimiento de los DEGs identificaron más de 10 términos de GO y 34 vías de KEGG. El metabolismo del nitrógeno, el metabolismo del azufre y el metabolismo de alanina, aspartato y glutamato se incrementaron significativamente bajo los tres tratamientos. Los DEGs incluyeron muchos factores de transcripción, como proteínas. Nuestros resultados clasifican preliminarmente genes candidatos y vías metabólicas con roles activos en la interacción entre la MT y el estrés por sequía y avanzan en la comprensión del mecanismo molecular de la respuesta al estrés por sequía bajo condiciones de MT, proporcionando así una base teórica para la cría de .
Descripción
(Ramat.) Hemsl.) es una especie importante en la industria floral de China, y el estrés por sequía afecta seriamente el crecimiento, la calidad, el rendimiento y la distribución geográfica de esta especie. La melatonina (MT) juega un papel clave en la regulación de las respuestas de las plantas al estrés abiótico y la resistencia al estrés, pero el mecanismo a través del cual la MT exógena regula la resistencia a la sequía sigue sin estar claro. Este estudio exploró el efecto protector de la MT sobre la tolerancia a la sequía y sus vías regulatorias clave. La aplicación de MT exógena aumentó la capacidad fotosintética (Tr aumentó un 18.07%; Pn aumentó un 38.46%; y Gs aumentó un 26.52%) y atenuó las disminuciones en su clorofila (19.89%) y contenidos de agua relativa (26.94%). Además, la MT aumentó los niveles de compuestos relacionados con la osmolaridad, como azúcares solubles (43.60%) y proteínas solubles (9.86%) bajo estrés por sequía y aumentó la actividad de las enzimas antioxidantes (SOD aumentó un 20.98%; POD aumentó un 35.04%; y CAT aumentó un 26.21%). Adicionalmente, la MT aumentó la MT endógena (597.96%), la hormona de crecimiento (45.31% y 92.09%), el ácido giberélico (75.92% y 3.79%), el ácido salicílico (33.02%) y los contenidos de citoquinina (1400.00%) bajo estrés por sequía, mientras que disminuyó el ácido abscísico (50.69% y 56.79%), los contenidos de jasmonato (62.57% y 28.31%) y los contenidos de etileno (9.28%). El análisis de RNA-seq reveló 17,389, 1466 y 9359 genes expresados diferencialmente (DEGs) bajo tres tratamientos (PEG, MT y MT _ PEG, respectivamente) en comparación con el control. Los análisis de enriquecimiento de los DEGs identificaron más de 10 términos de GO y 34 vías de KEGG. El metabolismo del nitrógeno, el metabolismo del azufre y el metabolismo de alanina, aspartato y glutamato se incrementaron significativamente bajo los tres tratamientos. Los DEGs incluyeron muchos factores de transcripción, como proteínas. Nuestros resultados clasifican preliminarmente genes candidatos y vías metabólicas con roles activos en la interacción entre la MT y el estrés por sequía y avanzan en la comprensión del mecanismo molecular de la respuesta al estrés por sequía bajo condiciones de MT, proporcionando así una base teórica para la cría de .