El perfil transcriptómico desvela los mecanismos moleculares de la resistencia mediada por - en la soja
Autores: Zhou, Runnan; You, Jia; Li, Jinrong; Qu, Xue; Shang, Yuxin; Ren, Honglei; Wang, Jiajun
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Podredumbre de raíces
Producción de soja
Mecanismos de resistencia
Análisis transcriptómico
Inoculación de patógenos
Expresión diferencial.
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
La pudrición de raíces inducida amenaza gravemente la producción global de soja, sin embargo, el conocimiento limitado de los mecanismos de resistencia restringe el progreso en la mejora. Este estudio realizó un análisis transcriptómico comparativo entre accesiones de soja altamente resistentes (Xiaoheiqi) y susceptibles (L83-4752) tras la inoculación con patógenos en cuatro puntos temporales (8-17 días después de la infección). El análisis de RNA-seq identificó 1496 genes expresados diferencialmente tras el desafío del patógeno. El análisis de enriquecimiento de la vía KEGG reveló un enriquecimiento significativo en la vía de señalización MAPK (12 genes) y en la vía de interacción planta-patógeno (13 genes). Ocho genes co-ocurrieron en ambas vías, siendo () el que mostró la expresión diferencial más dramática entre estos candidatos. Este gen codifica una proteína similar a la calmodulina de 151 aminoácidos que mostró una expresión 185 veces mayor en plantas resistentes a los 17 días post-inoculación, confirmado por validación de qRT-PCR. La validación funcional a través de la sobreexpresión de raíces peludas transgénicas demostró que se mejoró significativamente la resistencia a la enfermedad al activar coordinadamente los sistemas de defensa antioxidante. La sobreexpresión en soja transgénica mejoró la resistencia a al modular la actividad de las enzimas antioxidantes (superóxido dismutasa, SOD; peroxidasa, POD; catalasa, CAT) y la acumulación de sustancias osmorreguladoras (prolina y azúcares solubles). El análisis genético poblacional de 295 accesiones de soja diversas reveló tres haplotipos basados en polimorfismos de la región promotora. Dos variantes favorables (Hap2 y Hap3) conferían índices de enfermedad significativamente más bajos y mostraron evidencia de selección positiva durante la domesticación, indicando su importancia evolutiva en la resistencia a enfermedades. Esta investigación proporciona la primera caracterización integral del papel de en las interacciones soja-, estableciendo esta proteína similar a la calmodulina como un centro regulador que vincula la señalización del calcio con respuestas de defensa coordinadas. Las variantes naturales identificadas y los mecanismos funcionales ofrecen objetivos validados tanto para la mejora asistida por marcadores como para enfoques de ingeniería genética para mejorar la resistencia a enfermedades en soja.
Descripción
La pudrición de raíces inducida amenaza gravemente la producción global de soja, sin embargo, el conocimiento limitado de los mecanismos de resistencia restringe el progreso en la mejora. Este estudio realizó un análisis transcriptómico comparativo entre accesiones de soja altamente resistentes (Xiaoheiqi) y susceptibles (L83-4752) tras la inoculación con patógenos en cuatro puntos temporales (8-17 días después de la infección). El análisis de RNA-seq identificó 1496 genes expresados diferencialmente tras el desafío del patógeno. El análisis de enriquecimiento de la vía KEGG reveló un enriquecimiento significativo en la vía de señalización MAPK (12 genes) y en la vía de interacción planta-patógeno (13 genes). Ocho genes co-ocurrieron en ambas vías, siendo () el que mostró la expresión diferencial más dramática entre estos candidatos. Este gen codifica una proteína similar a la calmodulina de 151 aminoácidos que mostró una expresión 185 veces mayor en plantas resistentes a los 17 días post-inoculación, confirmado por validación de qRT-PCR. La validación funcional a través de la sobreexpresión de raíces peludas transgénicas demostró que se mejoró significativamente la resistencia a la enfermedad al activar coordinadamente los sistemas de defensa antioxidante. La sobreexpresión en soja transgénica mejoró la resistencia a al modular la actividad de las enzimas antioxidantes (superóxido dismutasa, SOD; peroxidasa, POD; catalasa, CAT) y la acumulación de sustancias osmorreguladoras (prolina y azúcares solubles). El análisis genético poblacional de 295 accesiones de soja diversas reveló tres haplotipos basados en polimorfismos de la región promotora. Dos variantes favorables (Hap2 y Hap3) conferían índices de enfermedad significativamente más bajos y mostraron evidencia de selección positiva durante la domesticación, indicando su importancia evolutiva en la resistencia a enfermedades. Esta investigación proporciona la primera caracterización integral del papel de en las interacciones soja-, estableciendo esta proteína similar a la calmodulina como un centro regulador que vincula la señalización del calcio con respuestas de defensa coordinadas. Las variantes naturales identificadas y los mecanismos funcionales ofrecen objetivos validados tanto para la mejora asistida por marcadores como para enfoques de ingeniería genética para mejorar la resistencia a enfermedades en soja.