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El ácido abscísico regula la aparición y recuperación del fenotipo de hoja rayada en respuesta a la falta de luz en la base de la vaina en arroz al modular el metabolismo de carbohidratos

Autores: Chen, Jiasheng; Yang, Shaowen; Fu, Ming; He, Ying; Zeng, Hanlai

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico


Categoría

Ciencias Agrícolas y Biológicas

Subcategoría

Botánica

Palabras clave

Arroz
Vaina de la hoja
Sombreado
Biosíntesis de ABA
Metabolismo de sacarosa
Transcriptoma

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 10

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Se desarrollaron mutantes de arroz B03S con decoloración intermitente de las hojas a partir de la línea de arroz estéril masculina genéticamente maleable (PTGMS) Efeng 1S. Después de que estas plantas fueron trasplantadas en profundidad, las nuevas hojas manifestaron patrones de rayas típicos. En este estudio, se llevó a cabo un trasplante profundo y superficial de B03S, y se realizó un sombreado de aluminio directamente en la vaina de la hoja. Se determinó que la razón de la aparición del rasgo de hoja rayada era que la base de la vaina de la hoja carecía de luz, momento en el cual la vaina se transformó de órgano fuente a órgano sumidero en el arroz. Para elucidar los cambios metabólicos relacionados en el glicometabolismo y la biosíntesis de ácido abscísico (ABA) y la regulación transcripcional en la vaina de la hoja, se utilizaron cromatografía líquida de ultra rendimiento/espectrometría de masas en tándem (UPLC-MS/MS) combinada con transcriptómica y validación de PCR cuantitativa en tiempo real (qPCR) para el análisis después del trasplante profundo y superficial. El resultado indica que la vaina de la hoja puede necesitar competir con las nuevas hojas por la sacarosa producida por la fotosíntesis de las hojas viejas en respuesta a la falta de luz en la base de la vaina. Además, el contenido de ABA aumenta en la vaina de la hoja cuando la expresión del gen se regula al alza al mismo tiempo, mejorando la resistencia de la planta a la condición adversa de sombreado en la vaina de la hoja. Además, se realizó la pulverización exógena de B03S con una solución de ABA para ayudar a la recuperación bajo estrés de sombreado. El resultado indica que la síntesis de ABA endógeno en la vaina de la hoja se reduce al pulverizar ABA. Al mismo tiempo, el ABA regula el metabolismo de la sacarosa al inhibir la expresión del gen. Esto permite que más sacarosa sintetizada por las hojas viejas sea transportada a las nuevas hojas, resultando en un efecto de recuperación obvio del carácter de hoja rayada debido al reequilibrio de la oferta y la demanda de azúcar en B03S. Estos hallazgos mejoran la comprensión de la función fisiológica y el mecanismo metabólico de la vaina de la hoja de arroz, proporcionan una base teórica para la coloración desigual de las hojas en la naturaleza y ofrecen orientación teórica para la producción de arroz a través del trasplante de plántulas o la siembra directa.

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