La familia de la Glutamina Sintetasa y la Glutamato Sintetasa realiza diversas funciones fisiológicas en las respuestas a hormonas exógenas y estrés abiótico en Bunge ()
Autores: Zhang, Weilong; Yuan, Shuai; Liu, Na; Zhang, Haixia; Zhang, Yuxing
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Nitrógeno
Fertilizante
NUE
Genes
Pera
GOGAT
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
La aplicación no científica de fertilizantes de nitrógeno (N) no solo aumenta la inversión económica de los cultivadores de peras, sino que también conduce a la contaminación ambiental. Mejorar la eficiencia en el uso de N por las plantas (NUE) es el método económico más efectivo para resolver los problemas mencionados. La absorción y utilización de N por las plantas es un proceso complicado. La glutamina sintetasa (GS) y la glutamato sintetasa (GOGAT) son cruciales para sintetizar glutamato a partir de amonio en las plantas. Sin embargo, su familia de genes en las peras no ha sido documentada. Este estudio identificó 29 genes pertenecientes a la familia GS y GOGAT en los genomas de (, 10 genes), (, 9 genes) y (, 10 genes). Estos genes se clasificaron en dos subgrupos de GS (GS1 y GS2) y dos subgrupos de GOGAT (Fd-GOGAT y NADH-GOGAT). Las estructuras similares de exones-intrones y los motivos conservados dentro de cada clúster sugieren la conservación evolutiva de estos genes. Mientras tanto, la duplicación segmentaria ha impulsado la expansión y evolución de las familias de genes GS y GOGAT en la pera. La dinámica de expresión específica de tejidos de y genes sugiere roles significativos en el crecimiento y desarrollo de la pera. Los elementos cis-actuantes de los promotores de los genes GS y GOGAT son cruciales para el desarrollo de las plantas, las respuestas hormonales y las reacciones al estrés. Además, el análisis de qRT-PCR indicó que y mostraron expresión diferencial bajo hormonas exógenas (GA, IAA, SA, ABA) y estrés abiótico (NO y estrés salino). En este caso, la expresión de fue regulada al alza bajo tratamiento hormonal y regulada a la baja bajo estrés salino. Además, los experimentos fisiológicos demostraron que GA e IAA promovieron las actividades enzimáticas de GS, Fd-GOGAT y NADH-GOGAT, así como el contenido de N. El análisis de correlación reveló una relación positiva significativa entre , , - y el contenido de N. Por lo tanto, , , y - podrían ser genes candidatos clave para mejorar la NUE en respuesta a hormonas vegetales y estrés abiótico. Hasta donde sabemos, nuestro estudio proporciona información biológica valiosa sobre la familia GS y GOGAT en la pera por primera vez y establece una base para la mejora molecular destinada a desarrollar portainjertos de pera de alta NUE.
Descripción
La aplicación no científica de fertilizantes de nitrógeno (N) no solo aumenta la inversión económica de los cultivadores de peras, sino que también conduce a la contaminación ambiental. Mejorar la eficiencia en el uso de N por las plantas (NUE) es el método económico más efectivo para resolver los problemas mencionados. La absorción y utilización de N por las plantas es un proceso complicado. La glutamina sintetasa (GS) y la glutamato sintetasa (GOGAT) son cruciales para sintetizar glutamato a partir de amonio en las plantas. Sin embargo, su familia de genes en las peras no ha sido documentada. Este estudio identificó 29 genes pertenecientes a la familia GS y GOGAT en los genomas de (, 10 genes), (, 9 genes) y (, 10 genes). Estos genes se clasificaron en dos subgrupos de GS (GS1 y GS2) y dos subgrupos de GOGAT (Fd-GOGAT y NADH-GOGAT). Las estructuras similares de exones-intrones y los motivos conservados dentro de cada clúster sugieren la conservación evolutiva de estos genes. Mientras tanto, la duplicación segmentaria ha impulsado la expansión y evolución de las familias de genes GS y GOGAT en la pera. La dinámica de expresión específica de tejidos de y genes sugiere roles significativos en el crecimiento y desarrollo de la pera. Los elementos cis-actuantes de los promotores de los genes GS y GOGAT son cruciales para el desarrollo de las plantas, las respuestas hormonales y las reacciones al estrés. Además, el análisis de qRT-PCR indicó que y mostraron expresión diferencial bajo hormonas exógenas (GA, IAA, SA, ABA) y estrés abiótico (NO y estrés salino). En este caso, la expresión de fue regulada al alza bajo tratamiento hormonal y regulada a la baja bajo estrés salino. Además, los experimentos fisiológicos demostraron que GA e IAA promovieron las actividades enzimáticas de GS, Fd-GOGAT y NADH-GOGAT, así como el contenido de N. El análisis de correlación reveló una relación positiva significativa entre , , - y el contenido de N. Por lo tanto, , , y - podrían ser genes candidatos clave para mejorar la NUE en respuesta a hormonas vegetales y estrés abiótico. Hasta donde sabemos, nuestro estudio proporciona información biológica valiosa sobre la familia GS y GOGAT en la pera por primera vez y establece una base para la mejora molecular destinada a desarrollar portainjertos de pera de alta NUE.