Revista de genética y mejoramiento vegetal

Abstracto

Identificación de genes expresados ??diferencialmente en arroz inducidos por pH bajo: un enfoque experimental y computacional

Dev Mani Pandey 

El arroz (Oryza sativa) es un cultivo muy importante que se utiliza en diversas formas para el consumo de la mayoría de la población. Su crecimiento y productividad se ven afectados por una variedad de factores de estrés bióticos y abióticos. La acidez del suelo es uno de los diversos factores que deprimen el crecimiento y la productividad del cultivo de arroz. La mayoría del suelo en Jharkhand, India, es ácido, con un pH < 5,5 y uno de los principales factores limitantes para la producción de arroz (Singh 2011). En el abedul papelero (Betula papyrifera), en condiciones de pH bajo, el caudal de agua y la conductividad hidráulica se redujeron (Kamaluddin y Zwiazek, 2004). Además, el estrés ácido conduce a un crecimiento alterado de las plántulas, el contenido de clorofila, la fotosíntesis y otros parámetros fisiológicos en los cítricos (Long et al. 2017). El bajo pH alteró la enzima antioxidante, las actividades de ATPasa en las raíces de las plántulas de arroz (Zhang et al. 2015), alteró la expresión génica de la planta y moduló las respuestas de auxina y elicitor (Lager et al. 2010). La tomografía de coherencia óptica (OCT) es un método de imagen útil que genera imágenes transversales tridimensionales de alta resolución (Huang et al. 1991). La aplicación de OCT también se ha estudiado en el sector agrícola. Se ha utilizado para observar las diferencias morfológicas en diferentes partes de la planta (Clements et al. 2004; Meglinski et al. 2010). Se llevaron a cabo estudios in vivo de infecciones fúngicas en hojas de Capsicum annuum y su crecimiento con la ayuda de OCT (Ravichandran et al. 2016). Recientemente, se ha adoptado la OCT para estudiar los cambios microestructurales en las hojas de las plantas en diversas condiciones (Rateria et al., 2019; Kim et al., 2019; Anna et al., 2019). Teniendo en cuenta el desafío anterior, investigar dichos genes que se inducen en condiciones de pH bajo en la variedad tradicional de arroz, lo que los hace tolerantes al estrés ácido, es de gran interés. Para este estudio, se sembraron semillas esterilizadas en superficie de algunas variedades en macetas que contenían tierra a un pH bajo variable y se mantuvieron en una cámara de crecimiento en condiciones controladas. Se estudiaron variedades tratadas con pH bajo para medir los cambios en los parámetros morfológicos, bioquímicos, moleculares y microestructurales. Se observaron cambios inducidos por el bajo pH en el crecimiento y los parámetros bioquímicos. Se supervisó el patrón de expresión génica diferencial basado en RT-PCR de varios genes bajo estrés ácido. Se observaron cambios basados ??en el microscopio electrónico de barrido por emisión de campo (FESEM) en las características de los estomas, mientras que se observaron cambios microestructurales basados ??en la tomografía de coherencia óptica (OCT) en diferentes capas de hojas tratadas con pH bajo. Se utilizaron datos de microarrays disponibles en línea de A. thaliana cultivada a pH bajo para encontrar nuevos genes candidatos (hub). Se identificaron homólogos de arroz de estos genes hub y se estudiaron para la expresión génica basada en PCR en tiempo real bajo estrés de pH bajo.