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El análisis del transcriptoma reveló que ZmPTOX1 es necesario para el desarrollo de plántulas y la tolerancia al estrés en el maíz

Autores: Peng, Yixuan; Liang, Zhi; Qing, Xindong; Wen, Motong; Yuan, Zhipeng; Chen, Quanquan; Du, Xuemei; Gu, Riliang; Wang, Jianhua; Li, Li

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

El análisis del transcriptoma reveló que ZmPTOX1 es necesario para el desarrollo de plántulas y la tolerancia al estrés en el maíz


Categoría

Ciencias Agrícolas y Biológicas

Subcategoría

Botánica

Palabras clave

Fotosíntesis
Síntesis de pigmentos
Periodicidad circadiana
Mutante cebra de maíz
Estado redox
Concentración de clorofila

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 8

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La morfogénesis de plántulas está considerablemente relacionada con la fotosíntesis, la síntesis de pigmentos y la periodicidad circadiana durante el desarrollo de las plántulas. Identificamos y clonamos un mutante de hojas de maíz con bandas cruzadas, que produce granos de color blanco pálido y se identificó que juega un papel en el equilibrio del estado redox en la entrada/salida de la cadena de transporte de electrones mediante la captura activa de oxígeno. Curiosamente, produce las hojas de cebra durante la producción de las primeras siete hojas, lo cual es aparentemente diferente de la mutación de los homólogos AtPTOX. Es intrigante investigar cómo y por qué emergen las bandas cruzadas amarillas (fenotipo de hoja de cebra) en las hojas. Como se esperaba, la concentración de clorofila y la eficiencia fotosintética disminuyeron significativamente en el sector amarillo de las hojas. Mientras tanto, observamos el patrón de expresión circadiana, que fue validado adicionalmente por ensayos de interacción de proteínas de la proteína del reloj circadiano TIM1 y ZmPTOX1. Se analizaron los datos del transcriptoma de los sectores amarillos (muW) y verdes (muG) de líneas knock-out y hojas normales de líneas de sobreexpresión (OE) en la etapa de plántula de la quinta hoja. Las secciones etioladas de hojas de cebra exhiben un defecto marcado en la expresión de genes involucrados en el ritmo circadiano y las respuestas al estrés rítmico (estrés por luz y frío) en comparación con las secciones verdes. Según el análisis de co-DEGs de muW vs. OE y muG vs. OE, los términos vinculados a la función de reparación celular se regulaban al alza, mientras que aquellos vinculados a la adaptabilidad ambiental y la respuesta al estrés se regulaban a la baja debido a la mutación. Además, los análisis del nivel de expresión génica de las enzimas captadoras de especies reactivas de oxígeno (ROS) y la detección de la deposición de ROS indicaron que desempeñó un papel esencial en la resistencia al estrés de las plantas y la homeostasis de ROS. Los roles pleiotrópicos de ZmPTOX1 en el mantenimiento de la homeostasis de ROS en plantas, la respuesta al estrés y el carácter del ritmo circadiano pueden explicar colectivamente el fenotipo de las hojas de cebra durante el desarrollo de las plántulas.

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