El transcriptoma y el metaboloma revelaron conjuntamente la regulación y la vía de abscisión de flores y vainas causada por el sombreado en soja (L.)
Autores: Sun, Hexiang; He, Dexin; Wang, Nan; Yao, Xingdong; Xie, Futi
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
El transcriptoma y el metaboloma revelaron conjuntamente la regulación y la vía de abscisión de flores y vainas causada por el sombreado en soja (L.)
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Agronomía y Ciencia de los Cultivos
Palabras clave
Flores
Abscisión de vainas
Hojas de soja
Tratamiento de sombreado
Genes candidatos
Vías metabólicas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 21
Citaciones: Sin citaciones
La eliminación de flores y de vainas reduce significativamente el rendimiento de la soja. Este estudio tiene como objetivo identificar las principales vías de señalización y los genes candidatos clave en las hojas de soja que afectan la abscisión de flores y vainas en condiciones de sombra. Esta información será útil para la localización y clonación de genes relacionados con la abscisión. En este experimento se utilizaron dos cultivares de soja con diferentes tasas de abscisión (Liaodou 32 y Shennongdou 28). Las hojas de soja fueron sometidas a un tratamiento de sombreado del 50% y se secuenció el transcriptoma y el metaboloma durante el período sensible a la luz. Se investigaron los efectos de la luz débil en diferentes etapas de crecimiento en las vías metabólicas de las hojas de soja y la abscisión de órganos mediante el análisis del fenotipo de la planta y los cambios fisiológicos. Los resultados mostraron que ambos cultivares desencadenaron el mismo mecanismo molecular y modo de acumulación de metabolitos similares por el sombreado, pero las regulaciones de los dos cultivares fueron diferentes. Los genes candidatos clave identificados para la abscisión de flores y vainas de soja causada por el sombreado fueron DIV, MYB06, MYB44, MY1R1, MYBS3, WRKY6, WRK53, WRK70, WRK40, DOF14, CDF3, CDF2, GATA5, DREB3 y ERF3; los genes diferencialmente expresados que causaron la variación entre los cultivares fueron SRM1, MYB16, WRK24, COL16, MYB61 y TRB1. Las principales vías metabólicas involucradas en la abscisión de flores y vainas de soja causada por el sombreado fueron la vía de biosíntesis de metabolitos secundarios, la vía metabólica, la vía de biosíntesis de cofactores, la vía de biosíntesis de fenilpropanoides, la vía de biosíntesis de flavonoides, la vía de biosíntesis de ácidos grasos y la vía de biosíntesis de aminoácidos; los DEMs que causaron las diferencias entre los cultivares fueron el metabolismo del carbono, el metabolismo de la glutatión, el metabolismo de la biotina, el metabolismo de nucleótidos, el metabolismo de purinas, la señalización de hormonas vegetales, la biosíntesis de flavonas y flavonoles, la degradación de lisina, el metabolismo de arginina y prolina, el metabolismo de aminoazúcares y nucleótidos de azúcar, etc. En conclusión, el tratamiento de sombreado en el período sensible a la luz de la soja cambió la respuesta fisiológica y el nivel de expresión génica de las hojas, inhibió el metabolismo y transporte de carbohidratos y la biosíntesis de metabolitos secundarios, lo que llevó a una mayor competencia y perturbación hormonal, lo que promovió la abscisión de flores/vainas de soja y redujo el rendimiento de grano.
Descripción
La eliminación de flores y de vainas reduce significativamente el rendimiento de la soja. Este estudio tiene como objetivo identificar las principales vías de señalización y los genes candidatos clave en las hojas de soja que afectan la abscisión de flores y vainas en condiciones de sombra. Esta información será útil para la localización y clonación de genes relacionados con la abscisión. En este experimento se utilizaron dos cultivares de soja con diferentes tasas de abscisión (Liaodou 32 y Shennongdou 28). Las hojas de soja fueron sometidas a un tratamiento de sombreado del 50% y se secuenció el transcriptoma y el metaboloma durante el período sensible a la luz. Se investigaron los efectos de la luz débil en diferentes etapas de crecimiento en las vías metabólicas de las hojas de soja y la abscisión de órganos mediante el análisis del fenotipo de la planta y los cambios fisiológicos. Los resultados mostraron que ambos cultivares desencadenaron el mismo mecanismo molecular y modo de acumulación de metabolitos similares por el sombreado, pero las regulaciones de los dos cultivares fueron diferentes. Los genes candidatos clave identificados para la abscisión de flores y vainas de soja causada por el sombreado fueron DIV, MYB06, MYB44, MY1R1, MYBS3, WRKY6, WRK53, WRK70, WRK40, DOF14, CDF3, CDF2, GATA5, DREB3 y ERF3; los genes diferencialmente expresados que causaron la variación entre los cultivares fueron SRM1, MYB16, WRK24, COL16, MYB61 y TRB1. Las principales vías metabólicas involucradas en la abscisión de flores y vainas de soja causada por el sombreado fueron la vía de biosíntesis de metabolitos secundarios, la vía metabólica, la vía de biosíntesis de cofactores, la vía de biosíntesis de fenilpropanoides, la vía de biosíntesis de flavonoides, la vía de biosíntesis de ácidos grasos y la vía de biosíntesis de aminoácidos; los DEMs que causaron las diferencias entre los cultivares fueron el metabolismo del carbono, el metabolismo de la glutatión, el metabolismo de la biotina, el metabolismo de nucleótidos, el metabolismo de purinas, la señalización de hormonas vegetales, la biosíntesis de flavonas y flavonoles, la degradación de lisina, el metabolismo de arginina y prolina, el metabolismo de aminoazúcares y nucleótidos de azúcar, etc. En conclusión, el tratamiento de sombreado en el período sensible a la luz de la soja cambió la respuesta fisiológica y el nivel de expresión génica de las hojas, inhibió el metabolismo y transporte de carbohidratos y la biosíntesis de metabolitos secundarios, lo que llevó a una mayor competencia y perturbación hormonal, lo que promovió la abscisión de flores/vainas de soja y redujo el rendimiento de grano.