La mutación afecta la expresión de genes relacionados con la auxina y aumenta el tamaño del SAM en arroz
Autores: Sun, Zhanglun; Mei, Tianrun; Tan, Xuan; Feng, Tingting; Li, Ruining; Duan, Sumei; Zhao, Heming; Ye, Yafeng; Liu, Binmei; Zhou, Aifeng; Ai, Hao; Huang, Xianzhong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
La mutación afecta la expresión de genes relacionados con la auxina y aumenta el tamaño del SAM en arroz
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Tipo de panícula
Genes reguladores
Desarrollo de la panícula
Meristemo apical del brote
Análisis de RNA-Seq
Síntesis de auxina
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 8
Citaciones: Sin citaciones
El tipo de panícula es uno de los factores importantes que afectan el rendimiento del arroz (L.), y la identificación de genes reguladores en el desarrollo de la panícula puede proporcionar información significativa sobre la red molecular involucrada. Este estudio identificó un mutante producido del genotipo Wuyunjing 7 (WYJ7), que mostró aumentos relativos significativos en la longitud de la panícula, el número de ramas primarias y secundarias, el número de granos por panícula, el ancho de los granos y el rendimiento de granos por planta. Los resultados de la microscopía electrónica de barrido mostraron que el meristemo apical del brote (SAM) era relativamente más grande en la etapa de bráctea (BM), con un número significativamente aumentado de centros meristemáticos de ramas primarias (PBM) y secundarias (SBM), lo que indica que la mutación afecta las etapas tempranas en el desarrollo del SAM. El análisis comparativo de RNA-Seq de tejidos meristemáticos de WYJ7 y en las etapas de desarrollo BM, PBM y SBM indicó que el número de genes expresados diferencialmente (DEGs) fue mayor (1407) durante la etapa BM. El análisis de red de coexpresión génica ponderada (WGCNA) reveló que los genes en un módulo (turquesa) están asociados con el fenotipo y se expresan en alta cantidad durante la etapa BM, sugiriendo sus roles en la transición de identidad y las etapas de diferenciación de ramas de las inflorescencias de arroz. Se identificaron genes clave involucrados en las vías de síntesis y transporte de auxinas, como , , y . Además, el análisis de GO y KEGG de los DEGs en el módulo turquesa y los 1407 DEGs en la etapa BM reveló que la mayoría de los genes involucrados en el metabolismo del triptófano y la vía de señalización de auxinas se expresaron diferencialmente entre WYJ y . El análisis genético indicó que el fenotipo está controlado por un monógeno recesivo (), que fue mapeado a una región entre 16.9 y 18.1 Mb en el cromosoma siete. Este estudio sugiere que la mutación puede afectar la expresión de genes clave en la síntesis de auxinas y la transducción de señales, aumentar el tamaño del SAM y, por lo tanto, afectar el desarrollo de la panícula. Este estudio proporciona información sobre la red reguladora molecular subyacente a la morfogénesis de la panícula de arroz y sienta una base importante para comprender mejor la función y el mecanismo molecular durante el desarrollo de la panícula.
Descripción
El tipo de panícula es uno de los factores importantes que afectan el rendimiento del arroz (L.), y la identificación de genes reguladores en el desarrollo de la panícula puede proporcionar información significativa sobre la red molecular involucrada. Este estudio identificó un mutante producido del genotipo Wuyunjing 7 (WYJ7), que mostró aumentos relativos significativos en la longitud de la panícula, el número de ramas primarias y secundarias, el número de granos por panícula, el ancho de los granos y el rendimiento de granos por planta. Los resultados de la microscopía electrónica de barrido mostraron que el meristemo apical del brote (SAM) era relativamente más grande en la etapa de bráctea (BM), con un número significativamente aumentado de centros meristemáticos de ramas primarias (PBM) y secundarias (SBM), lo que indica que la mutación afecta las etapas tempranas en el desarrollo del SAM. El análisis comparativo de RNA-Seq de tejidos meristemáticos de WYJ7 y en las etapas de desarrollo BM, PBM y SBM indicó que el número de genes expresados diferencialmente (DEGs) fue mayor (1407) durante la etapa BM. El análisis de red de coexpresión génica ponderada (WGCNA) reveló que los genes en un módulo (turquesa) están asociados con el fenotipo y se expresan en alta cantidad durante la etapa BM, sugiriendo sus roles en la transición de identidad y las etapas de diferenciación de ramas de las inflorescencias de arroz. Se identificaron genes clave involucrados en las vías de síntesis y transporte de auxinas, como , , y . Además, el análisis de GO y KEGG de los DEGs en el módulo turquesa y los 1407 DEGs en la etapa BM reveló que la mayoría de los genes involucrados en el metabolismo del triptófano y la vía de señalización de auxinas se expresaron diferencialmente entre WYJ y . El análisis genético indicó que el fenotipo está controlado por un monógeno recesivo (), que fue mapeado a una región entre 16.9 y 18.1 Mb en el cromosoma siete. Este estudio sugiere que la mutación puede afectar la expresión de genes clave en la síntesis de auxinas y la transducción de señales, aumentar el tamaño del SAM y, por lo tanto, afectar el desarrollo de la panícula. Este estudio proporciona información sobre la red reguladora molecular subyacente a la morfogénesis de la panícula de arroz y sienta una base importante para comprender mejor la función y el mecanismo molecular durante el desarrollo de la panícula.