Expresión genética en plantas de piña con diferente grado de resistencia al aluminio
Palabras clave:
Ananas comosus, ápice radical, genes de resistencia, PCR en tiempo realResumen
La piña (Anonas comosus (L) Merrill) es uno de los cultivos económicamente importantes en Taiwán. Normalmente se cultiva en suelos que contienen una acidez fuerte donde el aluminio (Al) a menudo inhibe el crecimiento de las raíces. Esta investigación se realizó con el objetivo de identificar los principales genes que influyen directamente en la tolerancia al aluminio por piñas resistentes y no resistentes (Cayenne y Tainung No. 17, respectivamente). Para ello, las plantas se cultivaron en una solución hidropónica nutritiva que contenía AlCl3 en concentraciones de 0 y 300 μM en una cámara de crecimiento durante cuatro semanas. Se tomaron muestras de ápices de raíces, lo cual fue seguido por un protocolo metodológico que incluyó extracción de ARN, selección de cebadores, secuenciación y procesamiento de PCR. Finalmente, después del examen de los genes, las expresiones relativas de los mismos para ambos cultivares se determinaron por PCR cuantitativo. Los resultados obtenidos mediante las pruebas de la reacción en cadena de la polimerasa mostraron que las características de resistencia al aluminio de las plantas de piña están regulados principalmente por los genes GAPDH (gliceraldehído-3-fosfato-deshidrogenasa) y FBA (fructosa bifosfato adenosina). Estos resultados pueden proporcionar indicaciones importantes para el estudio del avance de los mecanismos genéticos sobre la resistencia al aluminio en el cultivo de la piña.
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2. Chiadmi, M., A. Navaza, M. Miginiac-Maslow, J.P. Jacquot and J. Cherfils. 1999. Redox signalling in the chloroplast: structure of oxidized pea fructose-1,6-bisphosphate phosphatase. The EMBO Journal 18(23): 6809-6815.
3. Degenhardt, J., P.B. Larsen, S.H. Howell and L.V. Kochian. 1998. Aluminum resistance in the Arabidopsis mutant alr-104 is caused by an aluminum-induced increase in rhizosphere pH. Plant Physiology 117(1): 19–27.
4. Farh, M.E.A., Y.J. Kim, J. Sukweenadhi, P. Singh and D.C. Yang. 2017. Aluminium resistant, plant growth promoting bacteria induce overexpression of aluminium stress related genes in Arabidopsis thaliana and increase the ginseng tolerance against aluminium stress. Microbiological Research 200: 45-52.
5. Guo, P.G., G.H. Bai and T.C. Brett. 2007. Transcriptional analysis between two wheat near-isogenic lines contrasting in aluminum tolerance under aluminum stress. Molecular Genetics and Genomics 277(1): 1-12.
6. Hajitrzaei, M.R., S. Biemelt and M. Peisker. 2006. The influence of cytosolic phosphorylating glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH) on potato tuber metabolism. J. Exp. Bot. 57(10): 2363-2377.
7. Hasan, A.U., S. Suguri, J. Sattabongkot, C. Fujimoto, M. Amakawa, M. Harada and H. Ohmae. 2009. Implementation of a novel PCR based method for detecting malaria parasites from naturally infected mosquitoes in Papua New Guinea. Malaria Journal 8(1): 182-193.
8. Heid, C.A., J. Stevens and J.K. Livak. 1996. Real time quantitative PCR. Genome Research 6(10): 986-994.
9. Hoagland, D.R. and D.I. Arnon. 1950. The water culture method for growing plants without soil. California Agricultural Experiment Station. Berkeley, CA, USA. vol. 347. 32 p.
10. Hoekenga, O.A., T.J. Vision, J.E. Shaff, A.J. Monfone and G.P. Lee. 2003. Identification and characterization of aluminum tolerance loci in Arabidopsis (Landberg erecta × Columbia) by quantitative trait locus mapping. A physiologically simple but genetically complex trait. Plant Physiology 132(3): 936-948.
11. Hwa, H.L., Y.Y. Chang, J.C. Lee, H.Y. Yin, L.H. Tseng, Y.N. Su and T.M. Ko 2011. Fourteen non-CODIS autosomal short tandem repeat loci multiplex data from Taiwanese. International Journal of Legal Medicine 125(2): 219-226.
12. Ishimaru, T., T. Hirose and T. Matsuda. 2005. Expression patterns of genes encoding carbohydrate-metabolizing enzymes and their relationship to grain filling in rice (Oryza sativa L.): comparison of caryopses located at different positions in a panicle. Plant Cell Physiology 46(4): 620-628.
13. Iskandar H.M., S. Robert, R.E. Simpson, R.E. Casu, G.D. Bonnett, D.J. Maclean and J.M. Manners. 2004. Comparison of reference genes for quantitative real-time polymerase chain reaction analysis of gene expression in sugarcane. Plant Molecular Biology Reporter. 22(3): 325–337.
14. Kanegae, H., K. Miyoshi, T. Hirose. 2005. Expressions of rice sucrose non-fermenting-1 related protein kinase 1 genes are differently regulated during the caryopsis development. Plant Physiology and Biochemistry 43(7): 669-679.
15. Le Van, H. and T. Masuda. 2004. Physiology and biological studies on aluminum tolerance in pineapple. Australian Journal of Soil Research 42(6): 699-707.
16. Lin, Y.H. 2010. Effects of aluminum on root growth and absorption of nutrients by two pineapple cultivars [Ananas comosus (L.) Merr.]. African Journal of Biotechnology 9(26): 4034-4041.
17. Lin, Y.H. and J.H. Chen. 2019. Effects of aluminum on the cell morphology in the root apices of two pineapples with different Al resistance characteristics. Soil Sci. Plant Nutr. 65(4): 353–357.
18. Ma, D.H., J.H. Lai, S.T. Yu, J.Y. Liu, U. Yang, H.C. Chen et al. 2012. Up-regulation of heat shock protein 70-1 (Hsp70-1) in human limbo-corneal epithelial cells cultivated on amniotic membrane: A proteomic study. Real-time PCR. Journal of Cell Physiology 227(5): 2030-2039.
19. Mao, C.Z., K.K. Yi and L. Yang. 2004. Identification of aluminium regulated genes by cDNA-AFLP in rice (Oryza sativa L.): Aluminium-regulated genes for the metabolism of cell wall components. Journal of Experimental Botany 55(394): 137-143.
20. Marchuk, D., M. Drumm, A. Saulino and F.S. Collins. 1991. Construction of T-vectors, a rapid and general system for direct cloning of unmodified PCR products. Nucleic Acids Research 19(5): 1154.
21. Mugford, S.G., C.A. Matthewman, L. Hill and S. Kopriva. 2010. Adenosine-5'-phosphosulfate kinase is essential for Arabidopsis viability. FEBS. Letters 584(1): 119-123.
22. Mullis, K.B. 1990. The unusual origins of the polymerase chain reaction. Scientific American 262(4): 56-65.
23. Narayanan, N.N., M.W. Vasconcelos and M.A. Grusak. 2007. Expression profiling of Oryza sativa metal homeostasis genes in different rice cultivars using a cDNA macroarray. Plant Physiology and Biochemistry 45(5): 277-286.
24. Ohdan, T., P.B.J. Francisco and T. Sawada 2005. Expression profiling of genes involved in starch synthesis in sink and source organs of rice. Journal of Experimental Botany 56(422): 3329-3244.
25. Ragland, M. and K.M. Soliman. 1997. Sali5-4a and Sali3-2: two genes induced by Al in soybean roots. Plant Physiology 114(1): 395- 395.
26. Richards, K.D., K.C. Snowden and R.C. Gardner. 1994. Wali6 and wali7. Genes induced by aluminum in wheat (Triticum aestivum L.) roots. Plant Physiology 105(4): 1455-1456.
27. Salekdeh, G.H., J. Siopongco, L.J. Wade, B. Ghareyazie and J. Bennett. 2002. Proteomic analysis of rice leaves during drought stress and recovery. Proteomics 2(9): 1131–1145.
28. Yin, L., J. Mano, S. Wang, W. Tsuji and K. Tanaka. 2009. The involvement of lipid peroxide-derived aldehydes in aluminum toxicity of tobacco roots. Plant Physiology 152(3): 1406–1417.
29. Zhen, Y., J.L. Qi, S.S. Wang, J. Su, G.H. Xu, M.S. Zhang et al. 2007. Comparative proteome analysis of differentially expressed proteins induced by Al toxicity in soybean. Physiologia Plantarum 131(4): 542–554.
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