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Identificación y clonación génica de un mutante de tallo frágil () en arroz

Autores: Cao, Xiying; Zhou, Tao; Sun, Yue; Zhang, Yuhan; Xu, Huan; Liu, Wei; Zou, Yu; Chen, Qingquan; Ma, Hui; Gu, Dongfang; Ni, Jinlong

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico


Categoría

Ciencias Agrícolas y Biológicas

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 12

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La fuerza mecánica del tallo de arroz, un factor esencial para la resistencia al tumbado y el mantenimiento del rendimiento, está influenciada por la composición y estructura de la pared celular. En este estudio, caracterizamos un mutante de tallo frágil de arroz 22 (), derivado de LR005 a través de mutagénesis con etil metanosulfonato (EMS). El tallo mostró una fragilidad aumentada y una fuerza mecánica reducida en comparación con LR005. El mutante presentó efectos pleiotrópicos, incluyendo una altura de planta y longitud de panícula más cortas, un tamaño de grano más pequeño y la ausencia de pelos en la gluma. La microscopía electrónica de barrido reveló una disminución en la densidad celular y una estructura más suelta en los tallos. El análisis bioquímico demostró un aumento significativo en el contenido de hemicelulosa y una marcada reducción en el contenido de lignina en el tallo de . El análisis genético indicó que el rasgo de tallo frágil estaba gobernado por un solo gen recesivo. Después de emplear análisis de segregantes agrupados (BSA), resecuenciación de genoma completo y métodos de MutMap, se identificó como el gen candidato responsable de . En , una mutación puntual de prolina (Pro) a leucina (Leu) en su región codificante llevó al fenotipo pleiotrópico. Una prueba de complementación confirmó que la mutación de sentido erróneo que causa la sustitución de aminoácidos de prolina a leucina en era la causa del fenotipo observado. Además, el análisis de expresión génica mostró que tenía niveles de expresión más altos en los tallos, hojas y espiguillas en comparación con las raíces. En conjunto, nuestros hallazgos indican que es un gen pleiotrópico, y la influencia de en la fragilidad puede estar asociada con la biosíntesis de la pared celular en el tallo de arroz.

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