Mecanismos moleculares subyacentes a la tolerancia a la sal en el maíz: un análisis combinado de transcriptoma y metaboloma
Autores: Ren, Shaoqi; Bai, Tianhang; Ma, Yaqi; Zhao, Yingjie; Ci, Jiabin; Ren, Xuejiao; Zang, Zhenyuan; Ma, Chengqian; Xiong, Ruyi; Song, Xinyao; Yang, Wei; Yang, Weiguang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Maíz
Estrés salino
Transcriptoma
Metaboloma
Análisis fisiológicos
Tolerancia a la sal
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 10
Citaciones: Sin citaciones
El maíz (L.) es uno de los cultivos alimentarios más importantes. El estrés salino puede obstaculizar el crecimiento y desarrollo de los cultivos, pero los mecanismos moleculares subyacentes a la respuesta del maíz a la tolerancia a la sal siguen siendo poco claros. En este estudio, realizamos análisis comparativos de transcriptoma, metaboloma y fisiología de una línea inbred de maíz tolerante a la sal (J1285) sometida a diferentes concentraciones de NaCl durante la etapa de plántula. Los resultados demostraron que, con el aumento de la concentración de sal, los parámetros de crecimiento de las plántulas y las actividades de las enzimas antioxidantes (SOD, POD, CAT) mostraron inicialmente aumentos antes de disminuir posteriormente, alcanzando su punto máximo entre 50-150 mmol/L. El análisis de datos de transcriptoma reveló que los grupos experimentales sometidos a tratamientos de 50, 100, 150 y 200 mmol/L tenían 375, 1043, 2504 y 2328 genes expresados diferencialmente (DEGs) en comparación con el grupo de control, respectivamente. Además, a través del análisis de GO y KEGG, encontramos que los DEGs estaban principalmente enriquecidos en la vía de señalización MAPK y la transducción de señales de hormonas vegetales, especialmente la vía de señalización del ácido abscísico (ABA), ambas de las cuales desempeñan roles fundamentales en la orquestación de la respuesta del maíz al estrés inducido por la sal. Se identificaron factores de transcripción involucrados en la respuesta al estrés salino, incluidos WRKY, TIFY, bZIP y bHLH. El análisis de datos metabolómicos reveló que los grupos experimentales sometidos a tratamientos de 50, 100, 150 y 200 mmol/L tenían 44, 335, 278 y 550 metabolitos expresados diferencialmente (DEMs) en comparación con el grupo de control, respectivamente. Los DEMs estaban principalmente enriquecidos en vías metabólicas y en la biosíntesis de metabolitos secundarios. Se realizó un análisis combinado de transcriptómica y metabolómica en las hojas de plántulas de J1285, y se encontró que las vías de co-enriquecimiento incluían el metabolismo de almidón y sacarosa, el metabolismo del ácido linoleico, el metabolismo del ácido alfa-linolénico, la vía de biosíntesis de fenilpropanoides, etc. En conjunto, estos resultados ayudarán a identificar genes de resistencia y a elucidar los mecanismos moleculares subyacentes a la tolerancia a la sal en el maíz.
Descripción
El maíz (L.) es uno de los cultivos alimentarios más importantes. El estrés salino puede obstaculizar el crecimiento y desarrollo de los cultivos, pero los mecanismos moleculares subyacentes a la respuesta del maíz a la tolerancia a la sal siguen siendo poco claros. En este estudio, realizamos análisis comparativos de transcriptoma, metaboloma y fisiología de una línea inbred de maíz tolerante a la sal (J1285) sometida a diferentes concentraciones de NaCl durante la etapa de plántula. Los resultados demostraron que, con el aumento de la concentración de sal, los parámetros de crecimiento de las plántulas y las actividades de las enzimas antioxidantes (SOD, POD, CAT) mostraron inicialmente aumentos antes de disminuir posteriormente, alcanzando su punto máximo entre 50-150 mmol/L. El análisis de datos de transcriptoma reveló que los grupos experimentales sometidos a tratamientos de 50, 100, 150 y 200 mmol/L tenían 375, 1043, 2504 y 2328 genes expresados diferencialmente (DEGs) en comparación con el grupo de control, respectivamente. Además, a través del análisis de GO y KEGG, encontramos que los DEGs estaban principalmente enriquecidos en la vía de señalización MAPK y la transducción de señales de hormonas vegetales, especialmente la vía de señalización del ácido abscísico (ABA), ambas de las cuales desempeñan roles fundamentales en la orquestación de la respuesta del maíz al estrés inducido por la sal. Se identificaron factores de transcripción involucrados en la respuesta al estrés salino, incluidos WRKY, TIFY, bZIP y bHLH. El análisis de datos metabolómicos reveló que los grupos experimentales sometidos a tratamientos de 50, 100, 150 y 200 mmol/L tenían 44, 335, 278 y 550 metabolitos expresados diferencialmente (DEMs) en comparación con el grupo de control, respectivamente. Los DEMs estaban principalmente enriquecidos en vías metabólicas y en la biosíntesis de metabolitos secundarios. Se realizó un análisis combinado de transcriptómica y metabolómica en las hojas de plántulas de J1285, y se encontró que las vías de co-enriquecimiento incluían el metabolismo de almidón y sacarosa, el metabolismo del ácido linoleico, el metabolismo del ácido alfa-linolénico, la vía de biosíntesis de fenilpropanoides, etc. En conjunto, estos resultados ayudarán a identificar genes de resistencia y a elucidar los mecanismos moleculares subyacentes a la tolerancia a la sal en el maíz.