Explorando los Efectos de la Sobrerexpresión en las Raíces de Plantas de Arroz Jóvenes: Modificaciones en la Arquitectura Radicular, Perfiles Transcriptómicos y Metabolómicos
Autores: Santos, Ítalo Vinícius Cantanhêde; Menguer, Paloma Koprovski; Lira, Bruno Silvestre; Balbinott, Natalia; Ricachenevsky, Felipe Klein; de Menezes Daloso, Danilo; Rossi, Magdalena; Margis-Pinheiro, Marcia; Margis, Rogério; Mercier, Helenice
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Arroz
Fertilizantes nitrogenados
Aquaporinas
Desarrollo radicular
Metabolismo del nitrógeno
Plantas transgénicas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 6
Citaciones: Sin citaciones
El arroz es un cultivo básico que alimenta a más de la mitad de la población mundial. Sin embargo, su cultivo depende en gran medida de los fertilizantes nitrogenados, que aumentan tanto los impactos ambientales como los costos de producción. Por lo tanto, mejorar el uso sostenible del nitrógeno es esencial para mantener la seguridad alimentaria global. Anteriormente, caracterizamos una acuaporina (VgPIP1;2) de la bromelia que transporta amonio y tiene un gran potencial biotecnológico. Aquí, investigamos el efecto de la expresión heteróloga de VgPIP1;2 en el arroz, particularmente en el desarrollo de raíces y el metabolismo del nitrógeno. Las plantas transgénicas cultivadas en hidroponía exhibieron un área de red de raíces más grande en comparación con las plantas tipo salvaje. Los análisis bioquímicos y metabolómicos revelaron que las raíces de las plantas que sobreexpresan VgPIP1;2 tienen mayores contenidos de nitrógeno, aminoácidos libres y azúcares. En línea con estos resultados, el perfil transcripcional mostró que los genes involucrados en la absorción y asimilación de nitrógeno, la biosíntesis de aminoácidos y el metabolismo de azúcares están regulados al alza en las plantas transgénicas. Estos hallazgos indican que la sobreexpresión de VgPIP1;2 modula positivamente el metabolismo del nitrógeno y del carbono, alterando el desarrollo de raíces en el arroz. Así, la expresión de VgPIP1;2 representaría una estrategia potencial para desarrollar nuevas variedades de arroz con una arquitectura de raíces mejorada, adecuada para aumentar la absorción y asimilación de nitrógeno.
Descripción
El arroz es un cultivo básico que alimenta a más de la mitad de la población mundial. Sin embargo, su cultivo depende en gran medida de los fertilizantes nitrogenados, que aumentan tanto los impactos ambientales como los costos de producción. Por lo tanto, mejorar el uso sostenible del nitrógeno es esencial para mantener la seguridad alimentaria global. Anteriormente, caracterizamos una acuaporina (VgPIP1;2) de la bromelia que transporta amonio y tiene un gran potencial biotecnológico. Aquí, investigamos el efecto de la expresión heteróloga de VgPIP1;2 en el arroz, particularmente en el desarrollo de raíces y el metabolismo del nitrógeno. Las plantas transgénicas cultivadas en hidroponía exhibieron un área de red de raíces más grande en comparación con las plantas tipo salvaje. Los análisis bioquímicos y metabolómicos revelaron que las raíces de las plantas que sobreexpresan VgPIP1;2 tienen mayores contenidos de nitrógeno, aminoácidos libres y azúcares. En línea con estos resultados, el perfil transcripcional mostró que los genes involucrados en la absorción y asimilación de nitrógeno, la biosíntesis de aminoácidos y el metabolismo de azúcares están regulados al alza en las plantas transgénicas. Estos hallazgos indican que la sobreexpresión de VgPIP1;2 modula positivamente el metabolismo del nitrógeno y del carbono, alterando el desarrollo de raíces en el arroz. Así, la expresión de VgPIP1;2 representaría una estrategia potencial para desarrollar nuevas variedades de arroz con una arquitectura de raíces mejorada, adecuada para aumentar la absorción y asimilación de nitrógeno.