Expresión genética relacionada con la biosíntesis de sacarosa en Beta vulgaris L en diferentes periodos de crecimiento

Resumen

Comprender los mecanismos moleculares de la acumulación de azúcar en la raíz pivotante de la remolacha azucarera (Beta vulgaris L.) es esencial para mejorar la producción de azúcar. En este estudio se analizaron los parámetros de crecimiento y perfiles de expresión génica de las raíces recolectadas a los 50 (S1), 90 (S2), 160 (S3) y 330 (S4) días después de la siembra (DDS). La longitud, ancho y peso de las raíces pivotantes aumentaron con el tiempo, con una ganancia de peso rápida entre los 50 y 160 DDS. El contenido de azúcar aumentó notoriamente desde los 50 a 90 DDS, y gradualmente hasta 160 DDS, para luego tender a disminuir hasta 330 DDS. El análisis de expresión diferencial identificó 4560, 4764 y 4781 genes expresados diferencialmente (GED) en comparaciones entre S1:S2, S1:S3 y S1:S4, respectivamente. Entre estos, 3255 GED fueron comunes en todas las comparaciones, con 1345 genes sobreexpresados y 1909 subexpresados. Referente al metabolismo del azúcar, se identificaron 48 GED relacionados con las enzimas del metabolismo de la sacarosa y las proteínas transportadoras de azúcar. El análisis de conglomerados dividió estos GED en dos grupos según sus patrones de expresión: los genes de clase I, que incluyen los que codifican la sacarosa sintasa, las proteínas transportadoras de sacarosa, la fructoquinasa y la hexoquinasa, mostraron una subexpresión en comparación con S1; mientras que los genes de clase II, que incluyen las proteínas transportadoras de sacarosa, la sacarosa-fosfato sintasa, la fructoquinasa y la hexoquinasa, mostraron una sobreexpresión. Estos hallazgos contribuyen a la comprensión de la expresión génica asociada con la acumulación de azúcar durante el desarrollo de la raíz pivotante de la remolacha azucarera y proporcionan información valiosa para futuras mejoras genéticas destinadas a aumentar el contenido de azúcar en los cultivos de remolacha azucarera.