El análisis del transcriptoma revela la regulación positiva de ca12g04950 sobre los carotenoides de frutos de pimiento pigmentado bajo reducción de nitrógeno
Autores: Shen, Lingfeng; Zhang, Chenfei; Xia, Yahui; Yang, Shasha; Chang, Tian; Ullah, Saleem; Ji, Xuehua
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 7
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio investiga la relación entre la fertilización con nitrógeno y el color de los frutos de pimiento mediante la utilización de cinco tratamientos de nitrógeno diferentes (N1: 750 kg/hm, N2: 562.5 kg/hm, N3: 375 kg/hm, N4: 187.5 y N0: 0 kg/hm). Los frutos fueron cosechados a los 30 (S1: etapa de maduración verde), 45 (S2: etapa de transición de color) y 60 días (S3: etapa de maduración roja) después de la floración. Posteriormente, se analizaron el contenido de pigmentos, el contenido de componentes de carotenoides, la actividad de enzimas de carotenoides y la secuencia del transcriptoma, y se validó la función de CA12g04950 mediante el silenciamiento génico inducido por virus (VIGS). Los resultados indican que una reducción en la aplicación de nitrógeno condujo a un inicio más temprano de la descomposición del color de los frutos, e incrementó los contenidos de carotenoides totales, capsantina, fitoeno y la actividad de PSY (sintasa de fitoeno), la actividad de LCYB (licopeno beta-ciclasa) y la actividad de CCS (capsantina/capsorrubina sintasa). El análisis de diferentes genes de expresión indicó que los genes más diferentemente expresados estaban enriquecidos en la comparación N1 vs. N4, con 18 genes involucrados en el metabolismo de carotenoides y 16 genes relacionados con el metabolismo del nitrógeno. La mayoría de los genes DE estaban enriquecidos en las vías de la fotosíntesis, porfirina, biosíntesis de carotenoides, compuestos de selenio y metabolismo del nitrógeno. Había numerosas familias de factores de transcripción diferencial, incluyendo ERF, bHLH, MYB, C2H2 y NAC. El análisis de correlación de Pearson reveló una correlación positiva significativa entre la expresión de CA12g04950 y 11 genes de carotenoides en el tratamiento N4. El silenciamiento subsiguiente de CA12g04950 utilizando VIGS resultó en un retraso en la maduración del color, mientras que hubo una disminución significativa en el contenido total de carotenoides y los niveles de expresión de genes de carotenoides. En conclusión, la reducción de nitrógeno condujo a un aumento en el contenido de carotenoides en los frutos de pimiento pigmentados. Además, bajo la reducción de nitrógeno, CA12g04950 influyó positivamente en el enrojecimiento de los frutos.
Descripción
Este estudio investiga la relación entre la fertilización con nitrógeno y el color de los frutos de pimiento mediante la utilización de cinco tratamientos de nitrógeno diferentes (N1: 750 kg/hm, N2: 562.5 kg/hm, N3: 375 kg/hm, N4: 187.5 y N0: 0 kg/hm). Los frutos fueron cosechados a los 30 (S1: etapa de maduración verde), 45 (S2: etapa de transición de color) y 60 días (S3: etapa de maduración roja) después de la floración. Posteriormente, se analizaron el contenido de pigmentos, el contenido de componentes de carotenoides, la actividad de enzimas de carotenoides y la secuencia del transcriptoma, y se validó la función de CA12g04950 mediante el silenciamiento génico inducido por virus (VIGS). Los resultados indican que una reducción en la aplicación de nitrógeno condujo a un inicio más temprano de la descomposición del color de los frutos, e incrementó los contenidos de carotenoides totales, capsantina, fitoeno y la actividad de PSY (sintasa de fitoeno), la actividad de LCYB (licopeno beta-ciclasa) y la actividad de CCS (capsantina/capsorrubina sintasa). El análisis de diferentes genes de expresión indicó que los genes más diferentemente expresados estaban enriquecidos en la comparación N1 vs. N4, con 18 genes involucrados en el metabolismo de carotenoides y 16 genes relacionados con el metabolismo del nitrógeno. La mayoría de los genes DE estaban enriquecidos en las vías de la fotosíntesis, porfirina, biosíntesis de carotenoides, compuestos de selenio y metabolismo del nitrógeno. Había numerosas familias de factores de transcripción diferencial, incluyendo ERF, bHLH, MYB, C2H2 y NAC. El análisis de correlación de Pearson reveló una correlación positiva significativa entre la expresión de CA12g04950 y 11 genes de carotenoides en el tratamiento N4. El silenciamiento subsiguiente de CA12g04950 utilizando VIGS resultó en un retraso en la maduración del color, mientras que hubo una disminución significativa en el contenido total de carotenoides y los niveles de expresión de genes de carotenoides. En conclusión, la reducción de nitrógeno condujo a un aumento en el contenido de carotenoides en los frutos de pimiento pigmentados. Además, bajo la reducción de nitrógeno, CA12g04950 influyó positivamente en el enrojecimiento de los frutos.