El perfilado del transcriptoma, análisis fisiológicos y bioquímicos revelan conocimientos completos sobre el estrés por cadmio en
Autores: Peng, Yang; Yang, Yu-Bing; Wang, Jing-Cheng; Tian, Mao-Yuan; Yuan, Xing-Hai; Yang, Zhi-Jiang; Zuo, You-Wei; Deng, Hong-Ping
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
El perfilado del transcriptoma, análisis fisiológicos y bioquímicos revelan conocimientos completos sobre el estrés por cadmio en
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Expansión
Industrias
Contaminación
Plantas
Estrés por Cd
Transcriptoma
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 7
Citaciones: Sin citaciones
Con la expansión de las ciudades y el desarrollo de las industrias, la contaminación por metales pesados ha causado un grave impacto negativo en el crecimiento y desarrollo de animales y plantas, lo que se ha convertido en un problema económico y social global. El cadmio (Cd) es uno de los principales metales pesados que amenazan el crecimiento y desarrollo de las plantas, y puede llevar a la extinción inminente de las plantas en casos severos. La parte de los tramos superiores del río Yangtsé en China, desde Yibin hasta el embalse de las Tres Gargantas, ha sido contaminada con diferentes grados de Cd, y una planta rara y en peligro de extinción también vive en esta área. El estrés del metal pesado Cd en las poblaciones aún se desconoce. En este estudio, utilizamos las plántulas como materiales y adoptamos análisis fisiológicos y bioquímicos convencionales para caracterizar las respuestas morfológicas y fisiológicas de bajo diferentes concentraciones de Cd, y analizamos su respuesta al estrés por Cd a nivel transcripcional. Los resultados mostraron que la población silvestre de estaba estresada por el metal pesado Cd. Altas concentraciones de Cd pueden inhibir el crecimiento de y respondieron al estrés por Cd a través de sustancias de resistencia como el malondialdehído (MDA), el peróxido de hidrógeno (HO), la superóxido dismutasa (SOD), la catalasa (CAT) y fitohormonas como la auxina (IAA), la giberelina (GA) y el ácido abscísico (ABA). Se llevó a cabo un análisis de transcriptoma en plántulas expuestas a 24 h, 48 h y 72 h de estrés por Cd. En comparación con 0 h (control), se identificaron 2470, 11,707 y 11,733 genes diferencialmente expresados (DEGs), respectivamente. Entre ellos, el número de genes regulados a la baja es mayor que el número de genes regulados al alza. El análisis de transcriptoma mostró que los genes regulados al alza estaban principalmente enriquecidos en la vía de señalización MAPK, la vía inducida por etileno, la vía de respuesta al ABA y otras vías, y los genes regulados a la baja estaban principalmente enriquecidos en vías relacionadas con la fotosíntesis. El estrés por Cd afectó la fotosíntesis de y puede activar la vía de señalización MAPK a través del etileno y el ABA para mejorar la capacidad de tolerancia al estrés por Cd. Estos resultados revelan cambios morfológicos, reacciones fisiológicas y bioquímicas y vías de respuesta clave relacionadas durante el estrés por Cd. Puede proporcionar una base de referencia para la restauración del hábitat y la selección de entornos para la vida silvestre de .
Descripción
Con la expansión de las ciudades y el desarrollo de las industrias, la contaminación por metales pesados ha causado un grave impacto negativo en el crecimiento y desarrollo de animales y plantas, lo que se ha convertido en un problema económico y social global. El cadmio (Cd) es uno de los principales metales pesados que amenazan el crecimiento y desarrollo de las plantas, y puede llevar a la extinción inminente de las plantas en casos severos. La parte de los tramos superiores del río Yangtsé en China, desde Yibin hasta el embalse de las Tres Gargantas, ha sido contaminada con diferentes grados de Cd, y una planta rara y en peligro de extinción también vive en esta área. El estrés del metal pesado Cd en las poblaciones aún se desconoce. En este estudio, utilizamos las plántulas como materiales y adoptamos análisis fisiológicos y bioquímicos convencionales para caracterizar las respuestas morfológicas y fisiológicas de bajo diferentes concentraciones de Cd, y analizamos su respuesta al estrés por Cd a nivel transcripcional. Los resultados mostraron que la población silvestre de estaba estresada por el metal pesado Cd. Altas concentraciones de Cd pueden inhibir el crecimiento de y respondieron al estrés por Cd a través de sustancias de resistencia como el malondialdehído (MDA), el peróxido de hidrógeno (HO), la superóxido dismutasa (SOD), la catalasa (CAT) y fitohormonas como la auxina (IAA), la giberelina (GA) y el ácido abscísico (ABA). Se llevó a cabo un análisis de transcriptoma en plántulas expuestas a 24 h, 48 h y 72 h de estrés por Cd. En comparación con 0 h (control), se identificaron 2470, 11,707 y 11,733 genes diferencialmente expresados (DEGs), respectivamente. Entre ellos, el número de genes regulados a la baja es mayor que el número de genes regulados al alza. El análisis de transcriptoma mostró que los genes regulados al alza estaban principalmente enriquecidos en la vía de señalización MAPK, la vía inducida por etileno, la vía de respuesta al ABA y otras vías, y los genes regulados a la baja estaban principalmente enriquecidos en vías relacionadas con la fotosíntesis. El estrés por Cd afectó la fotosíntesis de y puede activar la vía de señalización MAPK a través del etileno y el ABA para mejorar la capacidad de tolerancia al estrés por Cd. Estos resultados revelan cambios morfológicos, reacciones fisiológicas y bioquímicas y vías de respuesta clave relacionadas durante el estrés por Cd. Puede proporcionar una base de referencia para la restauración del hábitat y la selección de entornos para la vida silvestre de .