Elucidando el papel mecanicista de la melatonina exógena en la tolerancia al estrés salino de plántulas de maíz (L.): un análisis integrado de perfilado fisiológico, metabolómico y proteómico
Autores: Wang, Zhichao; Zong, Linhao; Cai, Qiqi; Fu, Yinjie; Gao, Zhiping; Chen, Guoxiang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Elucidando el papel mecanicista de la melatonina exógena en la tolerancia al estrés salino de plántulas de maíz (L.): un análisis integrado de perfilado fisiológico, metabolómico y proteómico
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Maíz
Estrés salino
Melatonina
Análisis metabolómico
Análisis proteómico
Fotosíntesis
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 7
Citaciones: Sin citaciones
El maíz (L.), como un cultivo cereal globalmente significativo, muestra una alta sensibilidad al estrés salino durante las primeras etapas de plántula. Aunque la melatonina (MT) ha demostrado potencial para mitigar los estreses abióticos, los mecanismos específicos subyacentes a la mitigación del estrés salino mediada por MT en plántulas de maíz siguen sin estar claros. En este estudio, establecimos cuatro grupos de tratamiento: control (CK), tratamiento con melatonina (MT), estrés salino (NaCl) y tratamiento combinado (NaCl_MT). Se realizaron análisis metabolómicos y proteómicos, complementados con experimentos relacionados con la fotosíntesis y experimentos relacionados con antioxidantes. El análisis metabolómico identificó metabolitos clave en la mitigación del estrés salino mediada por MT. Tanto los análisis metabolómicos como proteómicos subrayaron los roles críticos de las vías fotosintéticas y antioxidantes. El estrés salino disminuyó significativamente la tasa fotosintética neta (Pn) en un 67.7%, interrumpió la ultraestructura de los cloroplastos y redujo el contenido de clorofila en un 41.6%. Por el contrario, el tratamiento con MT mitigó notablemente estos efectos perjudiciales. Además, MT mejoró las actividades de las enzimas antioxidantes en aproximadamente un 10-20% y redujo la acumulación de marcadores de estrés oxidativo en alrededor del 10-25% en plántulas de maíz bajo estrés salino. En conclusión, este estudio realizó una investigación sistemática y multidimensional sobre la mitigación del estrés salino en plántulas de maíz por MT. Nuestros resultados revelaron que MT mejora los sistemas antioxidantes, aumenta el contenido de clorofila y alivia el daño a la ultraestructura de los cloroplastos, mejorando así el rendimiento del fotosistema II y fortaleciendo la fotosíntesis. Esto se manifiesta, en última instancia, como una mejora en los fenotipos de las plántulas bajo estrés salino. Estos hallazgos proporcionan un punto de entrada significativo para la cría de variedades de maíz tolerantes a la sal y para mitigar los efectos adversos del suelo salinizado en el crecimiento y rendimiento del maíz.
Descripción
El maíz (L.), como un cultivo cereal globalmente significativo, muestra una alta sensibilidad al estrés salino durante las primeras etapas de plántula. Aunque la melatonina (MT) ha demostrado potencial para mitigar los estreses abióticos, los mecanismos específicos subyacentes a la mitigación del estrés salino mediada por MT en plántulas de maíz siguen sin estar claros. En este estudio, establecimos cuatro grupos de tratamiento: control (CK), tratamiento con melatonina (MT), estrés salino (NaCl) y tratamiento combinado (NaCl_MT). Se realizaron análisis metabolómicos y proteómicos, complementados con experimentos relacionados con la fotosíntesis y experimentos relacionados con antioxidantes. El análisis metabolómico identificó metabolitos clave en la mitigación del estrés salino mediada por MT. Tanto los análisis metabolómicos como proteómicos subrayaron los roles críticos de las vías fotosintéticas y antioxidantes. El estrés salino disminuyó significativamente la tasa fotosintética neta (Pn) en un 67.7%, interrumpió la ultraestructura de los cloroplastos y redujo el contenido de clorofila en un 41.6%. Por el contrario, el tratamiento con MT mitigó notablemente estos efectos perjudiciales. Además, MT mejoró las actividades de las enzimas antioxidantes en aproximadamente un 10-20% y redujo la acumulación de marcadores de estrés oxidativo en alrededor del 10-25% en plántulas de maíz bajo estrés salino. En conclusión, este estudio realizó una investigación sistemática y multidimensional sobre la mitigación del estrés salino en plántulas de maíz por MT. Nuestros resultados revelaron que MT mejora los sistemas antioxidantes, aumenta el contenido de clorofila y alivia el daño a la ultraestructura de los cloroplastos, mejorando así el rendimiento del fotosistema II y fortaleciendo la fotosíntesis. Esto se manifiesta, en última instancia, como una mejora en los fenotipos de las plántulas bajo estrés salino. Estos hallazgos proporcionan un punto de entrada significativo para la cría de variedades de maíz tolerantes a la sal y para mitigar los efectos adversos del suelo salinizado en el crecimiento y rendimiento del maíz.