El análisis transcriptómico y metabolómico revela los posibles roles de los polifenoles y flavonoides en respuesta al estrés por quemaduras solares en el olivo chino ()
Autores: Long, Yu; Shen, Chaogui; Lai, Ruilian; Zhang, Meihua; Tian, Qilin; Wei, Xiaoxia; Wu, Rujian
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Estrés por quemaduras solares
Aceituna china
Cambios fisiológicos
Cambios bioquímicos
Expresión génica
Metabolómica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 7
Citaciones: Sin citaciones
El estrés por quemaduras solares es uno de los principales factores de estrés ambiental que afecta seriamente el desarrollo y la calidad de la aceituna china, una fruta tropical y subtropical en el sur de China. Por lo tanto, comprender los cambios en la fisiología, bioquímica, metabolismo y expresión génica en respuesta al estrés por quemaduras solares es de gran importancia para la industria y la cría de aceitunas chinas. En este estudio, se utilizaron diferentes grados de estrés en los frutos de aceituna china, incluyendo lesiones graves por quemaduras solares (SSI), lesiones leves por quemaduras solares (MSI) y muestras ordinarias (control, CK), para identificar los cambios fisiológicos y bioquímicos y explorar los genes expresados diferencialmente (DEGs) y los metabolitos acumulados diferencialmente (DAMs) mediante el uso de transcriptómica y metabolómica. En comparación con CK, los fenotipos, la capacidad antioxidante y las actividades enzimáticas relacionadas con antioxidantes de las muestras bajo estrés por quemaduras solares cambiaron significativamente. Basado en el análisis de la vía metabólica KEGG basado en DEG de la transcriptómica, se enriquecieron las vías relacionadas con polifenoles y flavonoides, incluyendo la biosíntesis de fenilpropanoides, sesquiterpenoides y triterpenoides, biosíntesis de monoterpenos, biosíntesis de carotenoides, biosíntesis de isoflavonoides y biosíntesis de flavonoides, bajo el estrés por quemaduras solares de la aceituna china. Mientras tanto, se identificaron 33 polifenoles acumulados diferencialmente y 99 flavonoides acumulados diferencialmente utilizando metabolómica. Según la integración de transcriptoma y metaboloma, se predijo que 15 y 8 DEGs regulan la biosíntesis de polifenoles y flavonoides en la aceituna china, incluyendo 4-coumarato-CoA ligasa, cinnamoil-CoA reductasa, cinnamoil-alcohol deshidrogenasa, chalcona sintasa, flavanona-3-hidroxilasa, dihidroflavonol 4-reductasa y sintasa de antocianidinas. Además, se encontró que el contenido total de polifenoles y flavonoides aumentó significativamente en las muestras de MSI y SSI en comparación con CK. Nuestra investigación sugiere que el estrés por quemaduras solares probablemente activa la transcripción de los genes estructurales involucrados en la biosíntesis de polifenoles y flavonoides en los frutos de aceituna china para afectar la capacidad antioxidante y aumentar la acumulación de polifenoles y flavonoides, respondiendo así a este estrés abiótico.
Descripción
El estrés por quemaduras solares es uno de los principales factores de estrés ambiental que afecta seriamente el desarrollo y la calidad de la aceituna china, una fruta tropical y subtropical en el sur de China. Por lo tanto, comprender los cambios en la fisiología, bioquímica, metabolismo y expresión génica en respuesta al estrés por quemaduras solares es de gran importancia para la industria y la cría de aceitunas chinas. En este estudio, se utilizaron diferentes grados de estrés en los frutos de aceituna china, incluyendo lesiones graves por quemaduras solares (SSI), lesiones leves por quemaduras solares (MSI) y muestras ordinarias (control, CK), para identificar los cambios fisiológicos y bioquímicos y explorar los genes expresados diferencialmente (DEGs) y los metabolitos acumulados diferencialmente (DAMs) mediante el uso de transcriptómica y metabolómica. En comparación con CK, los fenotipos, la capacidad antioxidante y las actividades enzimáticas relacionadas con antioxidantes de las muestras bajo estrés por quemaduras solares cambiaron significativamente. Basado en el análisis de la vía metabólica KEGG basado en DEG de la transcriptómica, se enriquecieron las vías relacionadas con polifenoles y flavonoides, incluyendo la biosíntesis de fenilpropanoides, sesquiterpenoides y triterpenoides, biosíntesis de monoterpenos, biosíntesis de carotenoides, biosíntesis de isoflavonoides y biosíntesis de flavonoides, bajo el estrés por quemaduras solares de la aceituna china. Mientras tanto, se identificaron 33 polifenoles acumulados diferencialmente y 99 flavonoides acumulados diferencialmente utilizando metabolómica. Según la integración de transcriptoma y metaboloma, se predijo que 15 y 8 DEGs regulan la biosíntesis de polifenoles y flavonoides en la aceituna china, incluyendo 4-coumarato-CoA ligasa, cinnamoil-CoA reductasa, cinnamoil-alcohol deshidrogenasa, chalcona sintasa, flavanona-3-hidroxilasa, dihidroflavonol 4-reductasa y sintasa de antocianidinas. Además, se encontró que el contenido total de polifenoles y flavonoides aumentó significativamente en las muestras de MSI y SSI en comparación con CK. Nuestra investigación sugiere que el estrés por quemaduras solares probablemente activa la transcripción de los genes estructurales involucrados en la biosíntesis de polifenoles y flavonoides en los frutos de aceituna china para afectar la capacidad antioxidante y aumentar la acumulación de polifenoles y flavonoides, respondiendo así a este estrés abiótico.