Análisis integral de identificación y expresión de la familia de genes en revela que dos genes funcionan en el transporte de sacarosa y hexosas
Autores: Feng, Xin; Huang, Qingqing; Gao, Minxia; Lai, Ruilian; Chen, Yiting
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Azúcares
Transportadores
Genes
Expresión
Desarrollo de frutos
Acumulación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 10
Citaciones: Sin citaciones
Los azúcares son metabolitos clave que influyen en el sabor y la calidad del kiwi, y su acumulación en la fruta depende de los transportadores de azúcares. Los transportadores de azúcares recientemente identificados, conocidos como SWEETs, desempeñan roles significativos en la modulación del crecimiento, desarrollo y maduración de las plantas. Sin embargo, las características de los genes en este contexto siguen siendo poco comprendidas. En este estudio, se identificaron un total de 26 genes en 17 cromosomas. Estos genes codifican proteínas que varían de 198 a 305 aminoácidos de longitud y contienen de 5 a 7 hélices transmembrana. Tanto los árboles filogenéticos interespecíficos como los intraespecíficos categorizaron las proteínas AeSWEET en cuatro clados distintos. Las estructuras de motivos y dominios se conservaron dentro de cada clado, aunque se observaron variaciones en las organizaciones de exones e intrones. Se identificaron un evento de duplicación en tándem y catorce eventos de duplicación segmental como los principales impulsores de la expansión de la familia. El mapeo sinéptico comparativo mostró una homología más cercana de la familia con la de las dicotiledóneas en comparación con las monocotiledóneas. El análisis de elementos promotores indicó las posibles respuestas de los genes a cinco fitohormonas y siete estresores ambientales. El análisis de PCR cuantitativa en tiempo real reveló perfiles de expresión específicos de tejido de los genes, con dos genes mostrando niveles de expresión significativamente más altos en los tejidos de la fruta. Sus expresiones estaban correlacionadas positivamente con los contenidos de sacarosa, fructosa y glucosa a lo largo del desarrollo y maduración de la fruta. Las pruebas de transformación transitoria en hojas de tabaco verificaron la localización predominante de AeSWEET11a y AeSWEET11b en la membrana plasmática. Ensayos funcionales en mutantes de levadura revelaron que AeSWEET11a y AeSWEET11b poseían actividades de transporte de sacarosa y hexosa. Estos hallazgos destacan el potencial de dirigir estos genes para aumentar la acumulación de azúcares en la fruta, proporcionando así una base para mejorar el perfil de sabor de las variedades comerciales.
Descripción
Los azúcares son metabolitos clave que influyen en el sabor y la calidad del kiwi, y su acumulación en la fruta depende de los transportadores de azúcares. Los transportadores de azúcares recientemente identificados, conocidos como SWEETs, desempeñan roles significativos en la modulación del crecimiento, desarrollo y maduración de las plantas. Sin embargo, las características de los genes en este contexto siguen siendo poco comprendidas. En este estudio, se identificaron un total de 26 genes en 17 cromosomas. Estos genes codifican proteínas que varían de 198 a 305 aminoácidos de longitud y contienen de 5 a 7 hélices transmembrana. Tanto los árboles filogenéticos interespecíficos como los intraespecíficos categorizaron las proteínas AeSWEET en cuatro clados distintos. Las estructuras de motivos y dominios se conservaron dentro de cada clado, aunque se observaron variaciones en las organizaciones de exones e intrones. Se identificaron un evento de duplicación en tándem y catorce eventos de duplicación segmental como los principales impulsores de la expansión de la familia. El mapeo sinéptico comparativo mostró una homología más cercana de la familia con la de las dicotiledóneas en comparación con las monocotiledóneas. El análisis de elementos promotores indicó las posibles respuestas de los genes a cinco fitohormonas y siete estresores ambientales. El análisis de PCR cuantitativa en tiempo real reveló perfiles de expresión específicos de tejido de los genes, con dos genes mostrando niveles de expresión significativamente más altos en los tejidos de la fruta. Sus expresiones estaban correlacionadas positivamente con los contenidos de sacarosa, fructosa y glucosa a lo largo del desarrollo y maduración de la fruta. Las pruebas de transformación transitoria en hojas de tabaco verificaron la localización predominante de AeSWEET11a y AeSWEET11b en la membrana plasmática. Ensayos funcionales en mutantes de levadura revelaron que AeSWEET11a y AeSWEET11b poseían actividades de transporte de sacarosa y hexosa. Estos hallazgos destacan el potencial de dirigir estos genes para aumentar la acumulación de azúcares en la fruta, proporcionando así una base para mejorar el perfil de sabor de las variedades comerciales.