Identificación de Genes Candidatos para la Tolerancia a Bajo Fósforo en la Etapa de Plántula de Maíz Basada en GWAS y Transcriptoma
Autores: Hao, Xiaojia; Lei, Gonxin; Zhong, Zhiming; Zhuang, Zelong; Bian, Jianwen; Zhang, Lei; Ta, Wanling; Ren, Zhenping; Peng, Yunling
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Fósforo
Crecimiento del maíz
Mecanismos genéticos
Tolerancia a bajo fósforo
Secuenciación del transcriptoma
Genes candidatos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 6
Citaciones: Sin citaciones
El fósforo es un nutriente esencial para el crecimiento y desarrollo del maíz, y su deficiencia puede inhibir significativamente el crecimiento de las plantas, lo que lleva a una reducción en el rendimiento y la calidad. Para elucidar los mecanismos genéticos subyacentes a la tolerancia baja al fósforo en el maíz, este estudio utilizó un panel de 257 líneas inbred de maíz y realizó experimentos controlados bajo condiciones de bajo fósforo (LP) y fósforo normal (CK) en cámaras climáticas artificiales. A través de un estudio de asociación a nivel genómico (GWAS), se detectaron un total de 46 loci SNP significativamente asociados con la tolerancia baja al fósforo, y se predijeron 74 genes candidatos. Para investigar más a fondo, se seleccionaron el material tolerante a bajo fósforo CML422 y el material sensible al fósforo CIMBL90 para la secuenciación del transcriptoma, que identificó un total de 7232 genes expresados diferencialmente (DEGs). El análisis de enriquecimiento de KEGG reveló que estos genes estaban significativamente enriquecidos en vías clave como la transducción de señales de hormonas vegetales, la vía de señalización MAPK y el metabolismo de almidón y sacarosa, lo que sugiere que el maíz responde al estrés por bajo fósforo a través de la regulación coordinada de múltiples vías. Al integrar los datos de GWAS y transcriptoma, se seleccionaron 18 genes co-localizados, identificando finalmente 10 genes candidatos estrechamente asociados con la tolerancia baja al fósforo durante la etapa de plántula del maíz, que están potencialmente involucrados en la regulación del crecimiento y desarrollo bajo estrés por fósforo. Este estudio elucida preliminarmente los mecanismos moleculares subyacentes a la tolerancia baja al fósforo en el maíz a través de un análisis multi-óptico, proporcionando tanto una base teórica como recursos genéticos para la creación de nuevas variedades de maíz con alta eficiencia en el uso de fósforo.
Descripción
El fósforo es un nutriente esencial para el crecimiento y desarrollo del maíz, y su deficiencia puede inhibir significativamente el crecimiento de las plantas, lo que lleva a una reducción en el rendimiento y la calidad. Para elucidar los mecanismos genéticos subyacentes a la tolerancia baja al fósforo en el maíz, este estudio utilizó un panel de 257 líneas inbred de maíz y realizó experimentos controlados bajo condiciones de bajo fósforo (LP) y fósforo normal (CK) en cámaras climáticas artificiales. A través de un estudio de asociación a nivel genómico (GWAS), se detectaron un total de 46 loci SNP significativamente asociados con la tolerancia baja al fósforo, y se predijeron 74 genes candidatos. Para investigar más a fondo, se seleccionaron el material tolerante a bajo fósforo CML422 y el material sensible al fósforo CIMBL90 para la secuenciación del transcriptoma, que identificó un total de 7232 genes expresados diferencialmente (DEGs). El análisis de enriquecimiento de KEGG reveló que estos genes estaban significativamente enriquecidos en vías clave como la transducción de señales de hormonas vegetales, la vía de señalización MAPK y el metabolismo de almidón y sacarosa, lo que sugiere que el maíz responde al estrés por bajo fósforo a través de la regulación coordinada de múltiples vías. Al integrar los datos de GWAS y transcriptoma, se seleccionaron 18 genes co-localizados, identificando finalmente 10 genes candidatos estrechamente asociados con la tolerancia baja al fósforo durante la etapa de plántula del maíz, que están potencialmente involucrados en la regulación del crecimiento y desarrollo bajo estrés por fósforo. Este estudio elucida preliminarmente los mecanismos moleculares subyacentes a la tolerancia baja al fósforo en el maíz a través de un análisis multi-óptico, proporcionando tanto una base teórica como recursos genéticos para la creación de nuevas variedades de maíz con alta eficiencia en el uso de fósforo.