Revelando el Eje Regulatorio GA-Ácido Ferúlico: La Suberización Mediada por Redox Gobierna la Recalcitrancia en el Enraizamiento Adventicio
Autores: Wang, Yin; Yao, Ruiling
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Aforestación
Giberelina
Paclobutrazol
Homeostasis redox
Biosíntesis de suberina
éxito en el enraizamiento
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 5
Citaciones: Sin citaciones
Una especie de reforestación críticamente importante en el sur de China muestra una severa recalcitrancia en la formación de raíces adventicias vinculada a la desregulación endógena de giberelinas (GA). Nuestro estudio revela una red reguladora mediada por GA que coordina la interacción hormonal, la homeostasis redox y la remodelación de la pared celular. El tratamiento con el inhibidor de biosíntesis de GA paclobutrazol (PBZ, 100 mg·L) acortó el tiempo de enraizamiento en un 32.5% y aumentó el éxito de enraizamiento en un 79.5%. Encontramos que el PBZ redirigió el flujo de GA al aumentar la expresión de GA-oxidasa (GAOX), lo que llevó a una acumulación de GA. Sin embargo, los niveles elevados de GA perjudicaron el desarrollo de raíces al desencadenar la suberización a través de un desequilibrio redox mediado por ácido ferúlico (FA). La aplicación de GA (100 mg·L) redujo el contenido de alcohol cafeílico en un 54.4% pero aumentó los niveles de FA y ácido cafeico entre 2.4 y 3.9 veces, desplazando los precursores de lignina hacia la biosíntesis de suberina. El FA moduló el flujo de HO de manera dependiente de la dosis: 200 mg·L optimizó la homeostasis redox (93.7% menos de entrada de HO), mientras que 1000 mg·L suprimió la mitosis. La combinación de PBZ (100 mg·L) y FA (200 mg·L) mejoró sinérgicamente el éxito de enraizamiento en un 34.4% y logró un 95.8% de supervivencia en campo después de dos años (frente al 68.5% en controles), desafiando la visión tradicional de que la lignificación por sí sola limita el enraizamiento en plantas leñosas. Este trabajo proporciona la primera evidencia de que el eje GA-FA controla la formación de raíces adventicias en coníferas a través de un interruptor dependiente de especies reactivas de oxígeno (ROS) entre el metabolismo de suberina y lignina, ofreciendo nuevas estrategias para superar las barreras de enraizamiento. El protocolo PBZ + FA permite la propagación clonal escalable de coníferas recalcitrantes, con aplicaciones potenciales en la mejora molecular y la restauración forestal.
Descripción
Una especie de reforestación críticamente importante en el sur de China muestra una severa recalcitrancia en la formación de raíces adventicias vinculada a la desregulación endógena de giberelinas (GA). Nuestro estudio revela una red reguladora mediada por GA que coordina la interacción hormonal, la homeostasis redox y la remodelación de la pared celular. El tratamiento con el inhibidor de biosíntesis de GA paclobutrazol (PBZ, 100 mg·L) acortó el tiempo de enraizamiento en un 32.5% y aumentó el éxito de enraizamiento en un 79.5%. Encontramos que el PBZ redirigió el flujo de GA al aumentar la expresión de GA-oxidasa (GAOX), lo que llevó a una acumulación de GA. Sin embargo, los niveles elevados de GA perjudicaron el desarrollo de raíces al desencadenar la suberización a través de un desequilibrio redox mediado por ácido ferúlico (FA). La aplicación de GA (100 mg·L) redujo el contenido de alcohol cafeílico en un 54.4% pero aumentó los niveles de FA y ácido cafeico entre 2.4 y 3.9 veces, desplazando los precursores de lignina hacia la biosíntesis de suberina. El FA moduló el flujo de HO de manera dependiente de la dosis: 200 mg·L optimizó la homeostasis redox (93.7% menos de entrada de HO), mientras que 1000 mg·L suprimió la mitosis. La combinación de PBZ (100 mg·L) y FA (200 mg·L) mejoró sinérgicamente el éxito de enraizamiento en un 34.4% y logró un 95.8% de supervivencia en campo después de dos años (frente al 68.5% en controles), desafiando la visión tradicional de que la lignificación por sí sola limita el enraizamiento en plantas leñosas. Este trabajo proporciona la primera evidencia de que el eje GA-FA controla la formación de raíces adventicias en coníferas a través de un interruptor dependiente de especies reactivas de oxígeno (ROS) entre el metabolismo de suberina y lignina, ofreciendo nuevas estrategias para superar las barreras de enraizamiento. El protocolo PBZ + FA permite la propagación clonal escalable de coníferas recalcitrantes, con aplicaciones potenciales en la mejora molecular y la restauración forestal.