El silenciamiento de un gen de pectinacetilesterasa (PAE) altamente expresado en pistilos de tabaco afecta negativamente el crecimiento del tubo polínico
Autores: Lubini, Greice; Ferreira, Pedro Boscariol; Quiapim, Andréa Carla; Brito, Michael Santos; Cossalter, Viviane; Pranchevicius, Maria Cristina S.; Goldman, Maria Helena S.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
El silenciamiento de un gen de pectinacetilesterasa (PAE) altamente expresado en pistilos de tabaco afecta negativamente el crecimiento del tubo polínico
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Polen
Desarrollo del pistilo
Interacciones polen-pistilo
Expresión génica
Pectinacetilesterasa
Reproducción vegetal
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 10
Citaciones: Sin citaciones
La reproducción exitosa de las plantas y la formación de frutos dependen del desarrollo adecuado del polen y el pistilo, así como de las interacciones entre el polen y el pistilo. En , los tubos de polen crecen a través de los espacios intercelulares de los tejidos especializados del pistilo, la zona secretora estigmática y el tejido transmisor del estilo (STT). Se supone que estos espacios intercelulares se forman por la modulación de la esterificación de la pectina de la pared celular. Anteriormente, hemos identificado un gen expresado preferentemente en pistilos que codifica una posible pectin acetilesterasa (PAE), llamada . Aquí, caracterizamos el gen y realizamos análisis genómicos y filogenéticos de las PAEs. Identificamos 30 secuencias de PAE en el genoma, distribuidas en cuatro clados. La expresión de fue evaluada mediante RT-qPCR e hibridación. Confirmamos la expresión preferente en estigmas/estilos y ovarios y demostramos su alta expresión en el STT. Predicciones estructurales y comparaciones entre NtPAE1 y enzimas funcionales validaron su identidad como una PAE. Se produjeron plantas transgénicas, sobreexpresando y silenciando el gen. Las plantas sobreexpresadas mostraron flores más pequeñas, mientras que las plantas silenciadas exhibieron granos de polen colapsados, que apenas germinan. Las plantas silenciadas no producen frutos, debido al crecimiento deficiente de los tubos de polen en sus STTs. Así, NtPAE1 es una enzima esencial que regula las modificaciones de la pectina en las flores y, en última instancia, en la reproducción de las plantas.
Descripción
La reproducción exitosa de las plantas y la formación de frutos dependen del desarrollo adecuado del polen y el pistilo, así como de las interacciones entre el polen y el pistilo. En , los tubos de polen crecen a través de los espacios intercelulares de los tejidos especializados del pistilo, la zona secretora estigmática y el tejido transmisor del estilo (STT). Se supone que estos espacios intercelulares se forman por la modulación de la esterificación de la pectina de la pared celular. Anteriormente, hemos identificado un gen expresado preferentemente en pistilos que codifica una posible pectin acetilesterasa (PAE), llamada . Aquí, caracterizamos el gen y realizamos análisis genómicos y filogenéticos de las PAEs. Identificamos 30 secuencias de PAE en el genoma, distribuidas en cuatro clados. La expresión de fue evaluada mediante RT-qPCR e hibridación. Confirmamos la expresión preferente en estigmas/estilos y ovarios y demostramos su alta expresión en el STT. Predicciones estructurales y comparaciones entre NtPAE1 y enzimas funcionales validaron su identidad como una PAE. Se produjeron plantas transgénicas, sobreexpresando y silenciando el gen. Las plantas sobreexpresadas mostraron flores más pequeñas, mientras que las plantas silenciadas exhibieron granos de polen colapsados, que apenas germinan. Las plantas silenciadas no producen frutos, debido al crecimiento deficiente de los tubos de polen en sus STTs. Así, NtPAE1 es una enzima esencial que regula las modificaciones de la pectina en las flores y, en última instancia, en la reproducción de las plantas.