Un análisis integrado de Meta-QTL y transcriptoma proporciona genes candidatos asociados con la tolerancia a la sequía en plántulas de arroz
Autores: Jin, Yinji; Dou, Weize; Wang, Tianhao; Jin, Zhuo; Wu, Songquan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Un análisis integrado de Meta-QTL y transcriptoma proporciona genes candidatos asociados con la tolerancia a la sequía en plántulas de arroz
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Estrés por sequía
Qtl
Meta-qtl
Gwas
Degs
Cg
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 10
Citaciones: Sin citaciones
El estrés por sequía, intensificado por el cambio climático, representa una amenaza significativa para la seguridad global del arroz. Para identificar loci de rasgos cuantitativos (QTL) estables asociados con la tolerancia a la sequía en el arroz bajo diferentes antecedentes genéticos y condiciones ambientales, este estudio combinó 901 QTLs tolerantes a la sequía reportados en 52 estudios independientes publicados entre 2000 y 2023, que fueron posteriormente meta-analizados y condensados en 77 meta-QTLs (MQTLs). Entre ellos, 23 MQTLs fueron validados en siete estudios de asociación del genoma completo (GWAS) independientes sobre la tolerancia a la sequía en arroz, cada uno realizado utilizando diferentes poblaciones naturales. Los intervalos de confianza (CIs) de los MQTLs se redujeron sustancialmente, con un factor de reducción que varió de 2.44 a 20.40 en relación con los QTLs originales. Para explorar más a fondo los genes clave para la tolerancia a la sequía, examinamos los genes ubicados dentro de las regiones de MQTL y expresados diferencialmente en nuestros datos de RNA-seq, obteniendo 3851 genes expresados diferencialmente (DEGs) que responden a la sequía. Estos DEGs fueron sometidos a un proceso de refinamiento que incluyó agrupamiento Mfuzz, análisis de elementos reguladores cis (CRE), análisis de redes de interacción proteína-proteína (PPI) y modelado estructural basado en AlphaFold de sus proteínas codificadas. Este filtrado por etapas identificó once proteínas centrales que responden a la sequía, nueve con funciones anotadas y dos sin caracterizar funcionalmente. Tras una priorización adicional, se establecieron como genes candidatos centrales (CGs) para desentrañar la base genética y bioquímica de la tolerancia a la sequía en el arroz.
Descripción
El estrés por sequía, intensificado por el cambio climático, representa una amenaza significativa para la seguridad global del arroz. Para identificar loci de rasgos cuantitativos (QTL) estables asociados con la tolerancia a la sequía en el arroz bajo diferentes antecedentes genéticos y condiciones ambientales, este estudio combinó 901 QTLs tolerantes a la sequía reportados en 52 estudios independientes publicados entre 2000 y 2023, que fueron posteriormente meta-analizados y condensados en 77 meta-QTLs (MQTLs). Entre ellos, 23 MQTLs fueron validados en siete estudios de asociación del genoma completo (GWAS) independientes sobre la tolerancia a la sequía en arroz, cada uno realizado utilizando diferentes poblaciones naturales. Los intervalos de confianza (CIs) de los MQTLs se redujeron sustancialmente, con un factor de reducción que varió de 2.44 a 20.40 en relación con los QTLs originales. Para explorar más a fondo los genes clave para la tolerancia a la sequía, examinamos los genes ubicados dentro de las regiones de MQTL y expresados diferencialmente en nuestros datos de RNA-seq, obteniendo 3851 genes expresados diferencialmente (DEGs) que responden a la sequía. Estos DEGs fueron sometidos a un proceso de refinamiento que incluyó agrupamiento Mfuzz, análisis de elementos reguladores cis (CRE), análisis de redes de interacción proteína-proteína (PPI) y modelado estructural basado en AlphaFold de sus proteínas codificadas. Este filtrado por etapas identificó once proteínas centrales que responden a la sequía, nueve con funciones anotadas y dos sin caracterizar funcionalmente. Tras una priorización adicional, se establecieron como genes candidatos centrales (CGs) para desentrañar la base genética y bioquímica de la tolerancia a la sequía en el arroz.