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La transcriptómica revela una red integrada de regulación génica del desarrollo temprano de la floración en un mutante de girasol aceitero inducido por un haz de iones pesados

Autores: Liu, Xiao; Mao, Xuhui; Chen, Jihong; Du, Yan; Jin, Wenjie; Liu, Ruiyuan; Zhou, Libin; Qu, Ying

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

La transcriptómica revela una red integrada de regulación génica del desarrollo temprano de la floración en un mutante de girasol aceitero inducido por un haz de iones pesados


Categoría

Ciencias Agrícolas y Biológicas

Subcategoría

Ciencias Agrícolas y Biológicas Generales

Palabras clave

Girasol de aceite
Tiempo de floración
Regulación de la expresión génica
Inducción floral
Secuenciación de ARN
Genes de floración

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 35

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El girasol oleaginoso es un cultivo de aceite importante y una planta ornamental. El tiempo de floración afecta la adaptabilidad ambiental y el rendimiento final de los girasoles oleaginosos. La inducción floral es uno de los eventos importantes que determina el crecimiento reproductivo posterior y el establecimiento de semillas, pero no ha habido un estudio sistemático sobre la regulación de la expresión génica durante la transición del crecimiento vegetativo al crecimiento reproductivo en los girasoles oleaginosos. En este estudio, se obtuvo un mutante de girasol oleaginoso que mostraba una floración temprana por irradiación con haz de iones pesados. Este mutante tenía un rasgo genético estable, y su tiempo de floración fue 15 días antes que el tipo silvestre (WT) en el campo. El resultado histológico mostró que el mutante inducía el meristemo floral en la etapa de 6 hojas antes que el WT. Los meristemos apicales del brote (SAMs) del mutante y del WT en las etapas de 4 hojas, 6 hojas, 8 hojas, 10 hojas y brotación fueron recolectados para el secuenciamiento de ARN. Los resultados mostraron que la transición del meristemo foliar al meristemo floral resultó en cambios significativos en el panorama transcripcional. En general, se identificaron 632, 1825, 4549, 5407 y 2164 genes diferencialmente expresados (DEGs) en las etapas de 4 hojas, 6 hojas, 8 hojas, 10 hojas y brotación, respectivamente. Estos DEGs estaban principalmente enriquecidos en vías biológicas, incluyendo la transducción de señales de hormonas vegetales, el metabolismo del carbono, el procesamiento de proteínas en el retículo endoplásmico, el metabolismo secundario y la fotosíntesis. También encontramos diferencias significativas en los niveles de expresión de genes relacionados con el metabolismo del almidón y la sacarosa en el mutante y el WT, lo que indica que la señalización de azúcares juega un papel importante en la floración temprana de los girasoles oleaginosos, especialmente y los genes de enzimas de síntesis y degradación de azúcares. Además de las señales hormonales y de azúcares, los genes de integración de floración , , y fueron sobreexpresados en el mutante, y los genes en las vías de fotoperíodo, envejecimiento, autónomas y de temperatura también estuvieron involucrados en la regulación de la transición floral. Los resultados mostraron que las hormonas vegetales, el metabolismo de la sacarosa y los genes de floración causan sinérgicamente la floración temprana de los girasoles oleaginosos. Nuestro estudio proporcionó información importante para entender la floración y es útil para la mejora genética de los girasoles.

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