¿Cómo pueden las semillas de cultivos envejecer más lentamente y vivir más tiempo? En un estudio reciente publicado en línea en PNAS , los investigadores descubrieron un mecanismo de red de genes que subyace a la regulación del vigor de la semilla de arroz.
El vigor de la semilla se refiere a la capacidad de las semillas para germinar y retener su potencial de germinación durante el almacenamiento poscosecha, con implicaciones críticas para la calidad de la semilla y la conservación del germoplasma.
Los investigadores, dirigidos por el Dr. SONG Xianjun del Instituto de Botánica de la Academia de Ciencias de China, encontraron que el factor de transcripción bZIP23 y el gen codificante de peroxirredoxina PER1A funcionan como un módulo bZIP23-PER1A que ayuda a controlar el vigor de la semilla.
El arroz cultivado, una planta monocotiledónea modelo, es un cultivo importante que alimenta a más de la mitad de la población mundial. En este estudio, los investigadores evaluaron el vigor de la semilla en arroz cultivado e identificaron dos cultivares con grandes diferencias fenotípicas, Kasalath y Jigeng88. Posteriormente, los científicos utilizaron nuevos datos de secuenciación de ARN de alto rendimiento para buscar por separado genes expresados diferencialmente en las semillas del cultivar y luego compararon los perfiles transcriptómicos de las semillas.
También compararon los perfiles metabólicos basados en LC-MS/MS ampliamente específicos de las dos semillas. «Descubrimos que varias vías biológicas y procesos metabólicos son factores clave que afectan las diferencias de rasgos», dijo el Dr. SONG.
Según el análisis de la red reguladora de coexpresión, varios factores de transcripción, como bZIP23 y bZIP42, son nodos importantes en la red.
Los investigadores observaron que las semillas transgénicas de sobreexpresión de bZIP23 mejoraron el vigor de la semilla, mientras que la eliminación del gen redujo el vigor de la semilla. Además, la pérdida de la función bZIP42 redujo el vigor de la semilla. De manera similar, encontraron que PER1A codifica una proteína involucrada en la desintoxicación de especies reactivas de oxígeno como un regulador activo del vigor de la semilla.
Coincidentemente, demostraron que bZIP23 o bZIP42 podían unirse directamente al promotor y activar significativamente la expresión de PER1A . Además, la evidencia genética indicó que bZIP23funciona en una vía común y actúa corriente arriba de PER1A para regular el vigor de la semilla.
El estudio arroja luz sobre el control del vigor de las semillas de arroz e identifica una nueva vía de desintoxicación mediada por bZIP23-PER1A que mejora el vigor de las semillas y proporciona objetivos potencialmente útiles para mejorar la calidad de los cultivos.
