Una investigación exhaustiva a nivel genómico de la familia de genes del citocromo 71 (): revelando el impacto de los variantes del promotor y del gen (Ser33Leu) en rasgos relacionados con el rendimiento en arroz índica (L.)
Autores: Sahoo, Bijayalaxmi; Nayak, Itishree; Parameswaran, C.; Kesawat, Mahipal Singh; Sahoo, Khirod Kumar; Subudhi, H. N.; Balasubramaniasai, Cayalvizhi; Prabhukarthikeyan, S. R.; Katara, Jawahar Lal; Dash, Sushanta Kumar; Chung, Sang-Min; Siddiqui, Manzer H.; Alamri, Saud; Samantaray, Sanghamitra
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Citocromo p450
Familia de genes
Arroz indica
Eventos de duplicación de genes
Perfilado del transcriptoma
Rasgos relacionados con el rendimiento
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 9
Citaciones: Sin citaciones
La familia de genes del citocromo P450 (CYP450) desempeña un papel crítico en el crecimiento y los procesos de desarrollo de las plantas, la nutrición y la desintoxicación de xenobióticos en las plantas. En la presente investigación, se identificó un conjunto integral de 105 genes de la familia dentro del genoma del arroz indica. Estos genes se categorizaron en doce subfamilias distintas, donde los miembros dentro del mismo subgrupo exhibieron estructuras genéticas comparables y motivos conservados. Además, 105 genes se distribuyeron en 11 cromosomas, y 36 pares estuvieron involucrados en eventos de duplicación génica. Dentro de la región promotora, existe una amplia gama de elementos cis que están asociados con la respuesta a la luz, la regulación hormonal y la señalización relacionada con el estrés. Además, el perfil transcriptómico reveló que la mayoría de los genes mostraron respuesta a hormonas y se activaron en diversos tejidos y etapas de desarrollo en el arroz. El gen está involucrado en la resistencia a insectos, la senescencia y rasgos relacionados con el rendimiento en el arroz. Por lo tanto, comprender la asociación entre variantes genéticas y rasgos relacionados con el rendimiento en variedades de arroz podría proporcionar nuevas perspectivas para la mejora del arroz. A través de la utilización de modelos de regresión lineal, se identificaron un total de ocho promotores, y se encontró que una variante genética específica (Ser33Leu) estaba vinculada a la fertilidad de espiguillas. Además, se validaron diferentes alelos del gen identificados a través de polimorfismos in/del en 131 variedades de arroz por sus efectos alélicos en rasgos relacionados con el rendimiento. Además, el rendimiento de planta única, el número de espiguillas, la longitud de la panoja, el peso de la panoja y los granos no llenos por panoja para la variante de inserción del promotor 1 se encontraron que contribuían un 20.19%, 13.65%, 5.637%, 8.79% y 36.86% más que la variante de deleción, respectivamente. Estos hallazgos establecen una base sólida para profundizar en las funciones de los genes de la familia en una variedad de procesos biológicos. Además, estos hallazgos proporcionan evidencia de que la variación alélica en el promotor y la sustitución de aminoácidos de Ser33Leu en el gen podrían impactar potencialmente en rasgos relacionados con el rendimiento del arroz. Por lo tanto, las variantes de promotor identificadas en el gen podrían ser aprovechadas para aumentar los rendimientos del arroz.
Descripción
La familia de genes del citocromo P450 (CYP450) desempeña un papel crítico en el crecimiento y los procesos de desarrollo de las plantas, la nutrición y la desintoxicación de xenobióticos en las plantas. En la presente investigación, se identificó un conjunto integral de 105 genes de la familia dentro del genoma del arroz indica. Estos genes se categorizaron en doce subfamilias distintas, donde los miembros dentro del mismo subgrupo exhibieron estructuras genéticas comparables y motivos conservados. Además, 105 genes se distribuyeron en 11 cromosomas, y 36 pares estuvieron involucrados en eventos de duplicación génica. Dentro de la región promotora, existe una amplia gama de elementos cis que están asociados con la respuesta a la luz, la regulación hormonal y la señalización relacionada con el estrés. Además, el perfil transcriptómico reveló que la mayoría de los genes mostraron respuesta a hormonas y se activaron en diversos tejidos y etapas de desarrollo en el arroz. El gen está involucrado en la resistencia a insectos, la senescencia y rasgos relacionados con el rendimiento en el arroz. Por lo tanto, comprender la asociación entre variantes genéticas y rasgos relacionados con el rendimiento en variedades de arroz podría proporcionar nuevas perspectivas para la mejora del arroz. A través de la utilización de modelos de regresión lineal, se identificaron un total de ocho promotores, y se encontró que una variante genética específica (Ser33Leu) estaba vinculada a la fertilidad de espiguillas. Además, se validaron diferentes alelos del gen identificados a través de polimorfismos in/del en 131 variedades de arroz por sus efectos alélicos en rasgos relacionados con el rendimiento. Además, el rendimiento de planta única, el número de espiguillas, la longitud de la panoja, el peso de la panoja y los granos no llenos por panoja para la variante de inserción del promotor 1 se encontraron que contribuían un 20.19%, 13.65%, 5.637%, 8.79% y 36.86% más que la variante de deleción, respectivamente. Estos hallazgos establecen una base sólida para profundizar en las funciones de los genes de la familia en una variedad de procesos biológicos. Además, estos hallazgos proporcionan evidencia de que la variación alélica en el promotor y la sustitución de aminoácidos de Ser33Leu en el gen podrían impactar potencialmente en rasgos relacionados con el rendimiento del arroz. Por lo tanto, las variantes de promotor identificadas en el gen podrían ser aprovechadas para aumentar los rendimientos del arroz.