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
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 12
Citaciones: Sin citaciones
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.
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.