Combinando análisis de transcriptoma y metaboloma dirigido a hormonas para desentrañar los mecanismos regulatorios subyacentes a la elongación del pedúnculo de trigo
Autores: Hao, Huifang; Chen, Lu; Cao, Zhiyang; Jin, Xiujuan; Guo, Feng; Shi, Zerui; Yang, Jinwen; Lu, Juan; Sun, Daizhen
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Trigo
Pedúnculo
Mutante
Genes
Transcriptoma
Hormonas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 24
Citaciones: Sin citaciones
El trigo es un cultivo alimentario global importante. El pedúnculo impacta significativamente en la altura, arquitectura y rendimiento de la planta, y entender sus mecanismos genéticos es crucial no solo para mejorar la arquitectura del trigo, sino también para aumentar su rendimiento. En este estudio, identificamos un mutante en la progenie inducida por EMS de Jinmai 90 (JM90). Realizamos identificación fenotípica, análisis genético y observación citológica combinados con análisis de transcriptoma y metabolismo hormonal dirigido, y comparamos las diferencias entre el mutante y el tipo salvaje (WT). Los resultados indicaron que una mutación de gen incompletamente dominante causó que el mutante mostrara una elongación significativa del pedúnculo y un aumento en la altura de la planta. Esto se atribuyó a la considerable elongación de las células parenquimatosas, mientras que no se notaron diferencias significativas en otros entrenudos. Estos rasgos fueron acompañados por un aumento en los espiguillas por espiga y granos por espiga. Posteriormente, se realizaron secuenciaciones de transcriptoma y metaboloma hormonal dirigido, identificando 15,969 genes expresados diferencialmente (DEGs) y 27 metabolitos acumulados diferencialmente relacionados con hormonas (DAMs). El análisis de enriquecimiento de KEGG indicó que los DEGs en MS1_VS_WS1 estaban significativamente enriquecidos en dos vías: aquellas relacionadas con el metabolismo del triptófano y la biosíntesis de diterpenoides. El análisis indicó que la elongación del pedúnculo causada por el mutante está regulada principalmente por auxina. Este estudio ofrece una base para la exploración y clonación de genes asociados con el pedúnculo, estableciendo una base teórica para entender los mecanismos moleculares detrás de la elongación del pedúnculo del trigo y para desarrollar tipos de plantas ideales y variedades de alto rendimiento.
Descripción
El trigo es un cultivo alimentario global importante. El pedúnculo impacta significativamente en la altura, arquitectura y rendimiento de la planta, y entender sus mecanismos genéticos es crucial no solo para mejorar la arquitectura del trigo, sino también para aumentar su rendimiento. En este estudio, identificamos un mutante en la progenie inducida por EMS de Jinmai 90 (JM90). Realizamos identificación fenotípica, análisis genético y observación citológica combinados con análisis de transcriptoma y metabolismo hormonal dirigido, y comparamos las diferencias entre el mutante y el tipo salvaje (WT). Los resultados indicaron que una mutación de gen incompletamente dominante causó que el mutante mostrara una elongación significativa del pedúnculo y un aumento en la altura de la planta. Esto se atribuyó a la considerable elongación de las células parenquimatosas, mientras que no se notaron diferencias significativas en otros entrenudos. Estos rasgos fueron acompañados por un aumento en los espiguillas por espiga y granos por espiga. Posteriormente, se realizaron secuenciaciones de transcriptoma y metaboloma hormonal dirigido, identificando 15,969 genes expresados diferencialmente (DEGs) y 27 metabolitos acumulados diferencialmente relacionados con hormonas (DAMs). El análisis de enriquecimiento de KEGG indicó que los DEGs en MS1_VS_WS1 estaban significativamente enriquecidos en dos vías: aquellas relacionadas con el metabolismo del triptófano y la biosíntesis de diterpenoides. El análisis indicó que la elongación del pedúnculo causada por el mutante está regulada principalmente por auxina. Este estudio ofrece una base para la exploración y clonación de genes asociados con el pedúnculo, estableciendo una base teórica para entender los mecanismos moleculares detrás de la elongación del pedúnculo del trigo y para desarrollar tipos de plantas ideales y variedades de alto rendimiento.