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La tolerancia al cromo inducida por la melatonina requiere señalización de sulfuro de hidrógeno en el maíz

Autores: Yang, Xiaoxiao; Shi, Qifeng; Wang, Xinru; Zhang, Tao; Feng, Ke; Wang, Guo; Zhao, Juan; Yuan, Xiangyang; Ren, Jianhong

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

La tolerancia al cromo inducida por la melatonina requiere señalización de sulfuro de hidrógeno en el maíz


Categoría

Ciencias Agrícolas y Biológicas

Subcategoría

Botánica

Palabras clave

Melatonina
Sulfuro de hidrógeno
Cromo
Desintoxicación
Maíz
Enzimas antioxidantes

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 10

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Tanto la melatonina como el sulfuro de hidrógeno (HS) mitigan la toxicidad del cromo (Cr) en las plantas, pero la interacción específica entre la melatonina y el HS en la detoxificación del Cr sigue siendo poco clara. En este estudio, se elucidó la interacción entre la melatonina y el HS en la detoxificación del Cr al medir el metabolismo de los polisacáridos de la pared celular y la actividad de las enzimas antioxidantes en el maíz. Los hallazgos revelaron que la exposición al estrés por Cr (100 M KCrO) resultó en la regulación al alza de la expresión del gen de desulfurasa de cisteína (-/-cisteína desulfhidratasa (/)), lo que llevó a un aumento del 77.8% y del 27.3% en los niveles endógenos de HS en las hojas y raíces del maíz, respectivamente. De manera similar, el sistema endógeno de melatonina se activa en respuesta al estrés por Cr. Encontramos que la melatonina tuvo un impacto significativo en la expresión relativa de (/), lo que llevó a un aumento del 103.3% y del 116.7% en los niveles endógenos de HS en las hojas y raíces del maíz, respectivamente. En contraste, el NaHS tuvo efectos mínimos en la expresión relativa del ARNm de serotonina-N-acetiltransferasa () y en los niveles endógenos de melatonina. La producción de HS inducida por la melatonina se acompaña de un aumento en la tolerancia al Cr, como lo evidencian la elevada expresión génica, el aumento del contenido de polisacáridos de la pared celular, la mayor actividad de la pectin metilesterasa y la mejora de la actividad de las enzimas antioxidantes. La eliminación de HS disminuye la tolerancia al Cr inducida por la melatonina, mientras que el inhibidor de la síntesis de melatonina, p-clorofenilalanina (-CPA), tiene un impacto mínimo en la tolerancia al Cr inducida por HS. En conclusión, nuestros hallazgos sugieren que el HS actúa como una molécula de señalización en la vía de la melatonina que involucra la tolerancia al Cr en el maíz.

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