Análisis Comparativo de Genes y Metabolitos Diferencialmente Expresados en Líneas Inbred de Maíz Ceroso con Distintos Fenotipos de Doble Brote
Autores: Qin, Mengfan; Li, Guangyu; Li, Kun; Gao, Jing; Li, Meng; Liu, Hao; Wang, Yifeng; Kang, Keke; Zhang, Da; Li, Wu
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Maíz poliembrionario
Calidad de plántulas
Metabolitos
Análisis de RNA-seq
Genes expresados diferencialmente
Interacciones hormonales
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 6
Citaciones: Sin citaciones
El maíz poliembriónico, capaz de producir múltiples plántulas a partir de un solo grano, tiene un gran valor potencial en aplicaciones agrícolas e industriales, pero la calidad de las plántulas necesita ser mejorada. En este estudio, las plántulas de dos líneas inbred de maíz ceroso (L. Kulesh), D35 (una línea poliembriónica con brotes gemelos) y N6110 (un solo brote), mostraron tasas de crecimiento relativo similares durante los 1 a 5 días posteriores a la germinación. El perfilado por UPLC-MS/MS de las raíces y brotes de plántulas de 3 a 5 días reveló que H2JA, MeSAG e IAA-Val-Me eran los metabolitos acumulados diferencialmente comunes (DAMs) de las plántulas de 3 días frente a las de 5 días de D35 y N6110 en los mismos tejidos, y MeSAG, tZ9G, cZROG y DHZROG fueron identificados en D35 frente a N6110 en los mismos tejidos y períodos. Los análisis de RNA-seq mostraron varios procesos involucrados en el desarrollo de plántulas, incluyendo la iniciación de la replicación del ADN, procesos rítmicos, el ciclo celular, procesos metabólicos secundarios y regulación biosintética de hormonas. Los genes expresados diferencialmente (DEGs) entre D35 y N6110 estaban significativamente enriquecidos en procesos biosintéticos de compuestos hidroxilo orgánicos, biosintéticos de alcohol, metabólicos de compuestos hidroxilo orgánicos, biosintéticos de ácido abscísico y biosintéticos de apocarotenoides. Las vías enriquecidas de KEGG de DAMs y DEGs identificaron que podrían ser genes conservados que regulan el crecimiento de plántulas. Los análisis integrados revelaron que 98 TFs estaban potencialmente asociados con múltiples hormonas, y 24 de ellos fueron identificados como genes clave, incluyendo 11 AP2/ERFs, 4 Dofs, 2 bZIPs, 2 genes MADS-box, 2 MYBs, 1 GATA, 1 LOB y 1 miembro RWP-RK. Este estudio promueve una valiosa comprensión de las complejas interacciones hormonales que rigen el crecimiento de plántulas de brotes gemelos y ofrece objetivos potenciales para mejorar el establecimiento de cultivos a través de la calidad de las plántulas.
Descripción
El maíz poliembriónico, capaz de producir múltiples plántulas a partir de un solo grano, tiene un gran valor potencial en aplicaciones agrícolas e industriales, pero la calidad de las plántulas necesita ser mejorada. En este estudio, las plántulas de dos líneas inbred de maíz ceroso (L. Kulesh), D35 (una línea poliembriónica con brotes gemelos) y N6110 (un solo brote), mostraron tasas de crecimiento relativo similares durante los 1 a 5 días posteriores a la germinación. El perfilado por UPLC-MS/MS de las raíces y brotes de plántulas de 3 a 5 días reveló que H2JA, MeSAG e IAA-Val-Me eran los metabolitos acumulados diferencialmente comunes (DAMs) de las plántulas de 3 días frente a las de 5 días de D35 y N6110 en los mismos tejidos, y MeSAG, tZ9G, cZROG y DHZROG fueron identificados en D35 frente a N6110 en los mismos tejidos y períodos. Los análisis de RNA-seq mostraron varios procesos involucrados en el desarrollo de plántulas, incluyendo la iniciación de la replicación del ADN, procesos rítmicos, el ciclo celular, procesos metabólicos secundarios y regulación biosintética de hormonas. Los genes expresados diferencialmente (DEGs) entre D35 y N6110 estaban significativamente enriquecidos en procesos biosintéticos de compuestos hidroxilo orgánicos, biosintéticos de alcohol, metabólicos de compuestos hidroxilo orgánicos, biosintéticos de ácido abscísico y biosintéticos de apocarotenoides. Las vías enriquecidas de KEGG de DAMs y DEGs identificaron que podrían ser genes conservados que regulan el crecimiento de plántulas. Los análisis integrados revelaron que 98 TFs estaban potencialmente asociados con múltiples hormonas, y 24 de ellos fueron identificados como genes clave, incluyendo 11 AP2/ERFs, 4 Dofs, 2 bZIPs, 2 genes MADS-box, 2 MYBs, 1 GATA, 1 LOB y 1 miembro RWP-RK. Este estudio promueve una valiosa comprensión de las complejas interacciones hormonales que rigen el crecimiento de plántulas de brotes gemelos y ofrece objetivos potenciales para mejorar el establecimiento de cultivos a través de la calidad de las plántulas.