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El análisis transcriptómico revela el papel de las nanopartículas de plata en la promoción de la germinación del maíz

Autores: Yuan, Zhipeng; Li, Xuhui; Liang, Zhi; Li, Ran; Wang, Weiping; Li, Xiangfeng; Du, Xuemei; Chen, Quanquan; Gu, Riliang; Wang, Jianhua; Li, Li

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

El análisis transcriptómico revela el papel de las nanopartículas de plata en la promoción de la germinación del maíz


Categoría

Ciencias Agrícolas y Biológicas

Subcategoría

Botánica

Palabras clave

Germinación
Crecimiento de plántulas
Productividad de cultivos
Envejecimiento de semillas
Nanopartículas de plata
Expresión génica

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 10

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La germinación, el crecimiento de plántulas y la productividad de cultivos de semillas de maíz se ven significativamente afectados por el envejecimiento de las semillas. Este estudio investigó la eficacia de las nanopartículas de plata (AgNPs) como agente de priming de semillas para líneas inbred de maíz que exhiben diferentes grados de tolerancia al envejecimiento. Se utilizaron dos líneas inbred, la I178, sensible al envejecimiento, y la X178, tolerante al envejecimiento. El tratamiento con AgNP promovió significativamente la germinación de I178 (del 55% al 85%, en comparación con el tratamiento con agua). Se observaron mejoras notables en la longitud de las raíces, la longitud del brote y la formación de raíces laterales después del tratamiento con AgNP en I178. Sin embargo, X178 no mostró cambios significativos en la germinación y el crecimiento de plántulas después del tratamiento con AgNP. Se realizó un análisis transcriptómico adicional en X178 e I178 antes (tratamiento con agua) y después del tratamiento con AgNP para estudiar los genes y la red de expresión del mecanismo inducido por la promoción de AgNP. En I178, el tratamiento con AgNP llevó a un aumento sustancial en los genes expresados diferencialmente (DEGs). Se identificaron un total de 800 DEGs, de los cuales 517 estaban regulados al alza y 283 al baja. Los DEGs en I178 estaban principalmente involucrados en procesos metabólicos, respuestas al estrés y reparación de membranas. Por ejemplo, los genes relacionados con el metabolismo de lípidos y la integridad de la membrana fueron regulados al alza, junto con siete genes asociados con la acción antioxidante y el metabolismo redox. Esto indica que las AgNP podrían mejorar la estabilidad de la membrana y la tolerancia al estrés en I178. En contraste, X178 tuvo una respuesta transcriptómica limitada al tratamiento con AgNP. Aunque se detectaron 874 DEGs, el número de genes relacionados con procesos clave como los de I178 no cambió significativamente, lo que está en línea con su tolerancia inherente al envejecimiento. En general, estos resultados sugieren que las AgNP pueden mejorar efectivamente la vitalidad de las semillas y contrarrestar los efectos negativos del envejecimiento de las semillas, especialmente en líneas de maíz sensibles al envejecimiento. El mecanismo probablemente ocurre a través de la regulación de la expresión génica relacionada con la respuesta al estrés, la reparación metabólica y la estabilidad de la membrana. Este estudio proporciona nuevas perspectivas sobre la base molecular de la mejora de la vitalidad de las semillas mediada por AgNP, lo que tiene implicaciones potenciales para mejorar la calidad de las semillas en la producción agrícola.

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