Receptor para la Quinasa C Activada 1B (RACK1B) Retrasa la Senescencia Inducida por Salinidad en las Hojas de Arroz al Regular la Degradación de Clorofila
Autores: Rahman, Md Ahasanur; Ullah, Hemayet
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Receptor para la Quinasa C Activada 1B (RACK1B) Retrasa la Senescencia Inducida por Salinidad en las Hojas de Arroz al Regular la Degradación de Clorofila
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Receptor para la quinasa C activada 1
Rack1
Osrack1b
Enzimas catabólicas de clorofila
Fenotipo de verde persistente
Estrés por salinidad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 9
Citaciones: Sin citaciones
La proteína ampliamente conservada Receptor para la Quinasa C Activada 1 (RACK1) es una proteína andamiaje tipo WD-40 que regula diversas vías de transducción de señales de estrés ambiental. Se ha informado que RACK1A interactúa con varias proteínas en el estrés salino y en las vías del Complejo de Captación de Luz (LHC). Sin embargo, el mecanismo de cómo RACK1 contribuye al fotosistema y al metabolismo de la clorofila en condiciones de estrés sigue siendo elusivo. En este estudio, utilizando líneas de arroz transgénico activadas por T-DNA, mostramos que las hojas de plantas de arroz con ganancia de función del gen RACK1B (OsRACK1B) exhiben el fenotipo de permanecer verdes bajo estrés de salinidad. En contraste, las hojas de plantas de OsRACK1B reguladas a la baja muestran un amarillamiento acelerado. El análisis de qRT-PCR reveló que varios genes que codifican enzimas catabólicas de clorofila (CCEs) se expresan de manera diferencial en las plantas de arroz RACK1B-OX y RACK1B-UX. Además de las CCEs, el gen SGR es un componente clave que forma el complejo SGR-CCE en cloroplastos en senescencia, lo que causa inestabilidad en el complejo LHCII. El perfilado de transcritos y proteínas reveló una regulación positiva significativa de OsSGR en plantas RACK1B-UX en comparación con las plantas de arroz RACK1B-OX durante el tratamiento con sal. Los resultados implican que los factores de transcripción asociados a la senescencia (TFs) se alteran tras la alteración de la expresión de OsRACK1B, indicando una reprogramación transcripcional por OsRACK1B y un nuevo mecanismo regulador que involucra el complejo OsRACK1B-OsSGR-TFs. Nuestros hallazgos sugieren que la expresión ectópica de OsRACK1B regula negativamente la degradación de la clorofila, conduce a un nivel estable del isoforma LHC-II Lhcb1, un requisito esencial para la transición de estado de la fotosíntesis para la adaptación, y retrasa la senescencia inducida por salinidad. En conjunto, estos resultados proporcionan importantes conocimientos sobre los mecanismos moleculares de la senescencia inducida por salinidad, que pueden ser útiles para eludir el efecto de la sal en la fotosíntesis y reducir la penalización en el rendimiento de cultivos de cereales importantes, como el arroz, en condiciones de cambio climático global.
Descripción
La proteína ampliamente conservada Receptor para la Quinasa C Activada 1 (RACK1) es una proteína andamiaje tipo WD-40 que regula diversas vías de transducción de señales de estrés ambiental. Se ha informado que RACK1A interactúa con varias proteínas en el estrés salino y en las vías del Complejo de Captación de Luz (LHC). Sin embargo, el mecanismo de cómo RACK1 contribuye al fotosistema y al metabolismo de la clorofila en condiciones de estrés sigue siendo elusivo. En este estudio, utilizando líneas de arroz transgénico activadas por T-DNA, mostramos que las hojas de plantas de arroz con ganancia de función del gen RACK1B (OsRACK1B) exhiben el fenotipo de permanecer verdes bajo estrés de salinidad. En contraste, las hojas de plantas de OsRACK1B reguladas a la baja muestran un amarillamiento acelerado. El análisis de qRT-PCR reveló que varios genes que codifican enzimas catabólicas de clorofila (CCEs) se expresan de manera diferencial en las plantas de arroz RACK1B-OX y RACK1B-UX. Además de las CCEs, el gen SGR es un componente clave que forma el complejo SGR-CCE en cloroplastos en senescencia, lo que causa inestabilidad en el complejo LHCII. El perfilado de transcritos y proteínas reveló una regulación positiva significativa de OsSGR en plantas RACK1B-UX en comparación con las plantas de arroz RACK1B-OX durante el tratamiento con sal. Los resultados implican que los factores de transcripción asociados a la senescencia (TFs) se alteran tras la alteración de la expresión de OsRACK1B, indicando una reprogramación transcripcional por OsRACK1B y un nuevo mecanismo regulador que involucra el complejo OsRACK1B-OsSGR-TFs. Nuestros hallazgos sugieren que la expresión ectópica de OsRACK1B regula negativamente la degradación de la clorofila, conduce a un nivel estable del isoforma LHC-II Lhcb1, un requisito esencial para la transición de estado de la fotosíntesis para la adaptación, y retrasa la senescencia inducida por salinidad. En conjunto, estos resultados proporcionan importantes conocimientos sobre los mecanismos moleculares de la senescencia inducida por salinidad, que pueden ser útiles para eludir el efecto de la sal en la fotosíntesis y reducir la penalización en el rendimiento de cultivos de cereales importantes, como el arroz, en condiciones de cambio climático global.