{"id":5621,"date":"2024-08-04T20:13:49","date_gmt":"2024-08-04T20:13:49","guid":{"rendered":"https:\/\/longchangextracts.com\/?p=5621"},"modified":"2024-08-04T20:13:49","modified_gmt":"2024-08-04T20:13:49","slug":"dioscorea-zingiberensis","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/longchangextracts.com\/es\/dioscorea-zingiberensis\/","title":{"rendered":"An\u00e1lisis del metabolismo fisiol\u00f3gico y de las caracter\u00edsticas de expresi\u00f3n g\u00e9nica de Dioscorea nipponica en respuesta al estr\u00e9s por bajo contenido en f\u00f3sforo"},"content":{"rendered":"

An\u00e1lisis del metabolismo fisiol\u00f3gico y de las caracter\u00edsticas de expresi\u00f3n g\u00e9nica de Dioscorea nipponica en respuesta al estr\u00e9s por bajo contenido en f\u00f3sforo
\nEl f\u00f3sforo, como uno de los elementos esenciales para el crecimiento y el desarrollo de las plantas, participa en la fotos\u00edntesis, la conversi\u00f3n de energ\u00eda, la transducci\u00f3n de se\u00f1ales y la regulaci\u00f3n de la actividad enzim\u00e1tica, lo que puede mejorar la adaptabilidad de las plantas al medio ambiente. La principal fuente de f\u00f3sforo para las plantas es el suelo, pero debido a la escasa transferencia de f\u00f3sforo en el suelo, se fija f\u00e1cilmente, lo que resulta en una baja biodisponibilidad. Aunque la aplicaci\u00f3n de fertilizantes de f\u00f3sforo puede paliar la deficiencia de f\u00f3sforo disponible, es propenso a combinarse con iones de hierro, aluminio, calcio o part\u00edculas del suelo, lo que dificulta su absorci\u00f3n por las plantas. Adem\u00e1s, la aplicaci\u00f3n excesiva de fertilizantes fosfatados no s\u00f3lo agrava el agotamiento del mineral de fosfato, sino que tambi\u00e9n causa problemas de contaminaci\u00f3n ambiental, como la eutrofizaci\u00f3n de las masas de agua circundantes. Por lo tanto, es urgente estudiar el mecanismo de respuesta de las plantas bajo estr\u00e9s por bajo contenido de f\u00f3sforo, y seleccionar y cultivar variedades tolerantes al bajo contenido de f\u00f3sforo. Bajo estr\u00e9s por bajo contenido de f\u00f3sforo, las plantas responden a las se\u00f1ales de bajo contenido de f\u00f3sforo regulando los rasgos fenot\u00edpicos y el metabolismo fisiol\u00f3gico para alterar la forma del f\u00f3sforo y aumentar su absorci\u00f3n. El sistema radicular de la planta aumenta la actividad de la fosfatasa \u00e1cida (ACP) en el suelo de la rizosfera mediante la secreci\u00f3n de ACP, logrando la activaci\u00f3n y utilizaci\u00f3n del f\u00f3sforo org\u00e1nico insoluble en el suelo. La ACP es una enzima hidrol\u00edtica que puede hidrolizar enlaces monofosfato para liberar f\u00f3sforo inorg\u00e1nico. En general, el aumento de la actividad de la ACP se considera uno de los mecanismos importantes para que las plantas respondan al estr\u00e9s por bajo contenido de f\u00f3sforo. Adem\u00e1s, el desarrollo de las ra\u00edces de las plantas y los sistemas antioxidantes tambi\u00e9n experimentan cambios en respuesta al estr\u00e9s por bajo contenido de f\u00f3sforo.<\/p>\n

Durante el largo proceso de crecimiento y desarrollo, las plantas desarrollan sus propios mecanismos para resistir el bajo nivel de f\u00f3sforo. Bajo estr\u00e9s por bajo contenido en f\u00f3sforo, las plantas regulan sus procesos fisiol\u00f3gicos y bioqu\u00edmicos alterando una serie de niveles de expresi\u00f3n g\u00e9nica, con el fin de adaptarse r\u00e1pidamente a entornos con bajo contenido en f\u00f3sforo y prolongar su tiempo de supervivencia. La tecnolog\u00eda de secuenciaci\u00f3n del transcriptoma (RNA Seq) puede estudiar la transcripci\u00f3n, localizaci\u00f3n y anotaci\u00f3n de genes de tejidos en condiciones espec\u00edficas, y es un medio eficaz para estudiar los mecanismos moleculares de los procesos fisiol\u00f3gicos de las plantas. En la actualidad, RNA Seq se utiliza ampliamente en la investigaci\u00f3n del mecanismo molecular de la respuesta de las plantas al estr\u00e9s externo, promoviendo en gran medida el progreso de la investigaci\u00f3n del mecanismo molecular de la resistencia de las plantas al estr\u00e9s. Por lo tanto, el uso de RNA Seq para estudiar los mecanismos moleculares de la tolerancia de las plantas al estr\u00e9s por bajo nivel de f\u00f3sforo es de gran importancia para la b\u00fasqueda de v\u00edas metab\u00f3licas que responden al estr\u00e9s por bajo nivel de f\u00f3sforo en las plantas y el cribado de posibles genes clave que responden al estr\u00e9s por bajo nivel de f\u00f3sforo.<\/p>\n

Dioscorea zingiberensis C.H. Wright es una especie vegetal de la familia Dioscoreaceae, conocida com\u00fanmente como jengibre o ra\u00edz de fuego. Dioscorea opposita es una variedad \u00fanica en China y la planta con mayor contenido de diosgenina del mundo. Dioscorea nipponica es una importante planta medicinal para la extracci\u00f3n de diosgenina, y tambi\u00e9n una importante materia prima para sintetizar f\u00e1rmacos de hormonas esteroideas. Adem\u00e1s, la Dioscorea opposita es tambi\u00e9n un medicamento cl\u00ednico para el tratamiento de enfermedades cardiovasculares y cerebrovasculares, lo que promueve en gran medida el desarrollo de industrias relacionadas con la Dioscorea opposita. Estudios anteriores han encontrado que el cultivo a largo plazo de Dioscorea nipponica puede reducir el contenido de f\u00f3sforo disponible en el suelo, causando un bajo estr\u00e9s de f\u00f3sforo y obstaculizando el crecimiento y desarrollo de las plantas de Dioscorea nipponica, afectando la s\u00edntesis de sus saponinas esteroidales. En la actualidad, no existen informes sobre los efectos del estr\u00e9s por bajo contenido de f\u00f3sforo en el crecimiento y el metabolismo de las saponinas esteroideas de Dioscorea nipponica. Por lo tanto, basado en resultados experimentales previos, este estudio seleccion\u00f3 Dioscorea nipponica de Nanyang, provincia de Henan como objeto de investigaci\u00f3n, y evalu\u00f3 los cambios fisiol\u00f3gicos y las caracter\u00edsticas metab\u00f3licas de los componentes de saponina esteroidal en Dioscorea nipponica bajo estr\u00e9s por bajo contenido de f\u00f3sforo inorg\u00e1nico, el desarrollo de las ra\u00edces, la actividad de la fosfatasa \u00e1cida de la matriz de la rizosfera (S-ACP), la actividad de la peroxidasa vegetal (POD) y la super\u00f3xido dismutasa (SOD), y el contenido de componentes de saponina esteroidal en varias partes. Se utiliz\u00f3 la tecnolog\u00eda de secuenciaci\u00f3n del transcriptoma para investigar los cambios fisiol\u00f3gicos clave y las caracter\u00edsticas metab\u00f3licas de los componentes de saponina esteroidal en Dioscorea nipponica bajo estr\u00e9s por bajo contenido de f\u00f3sforo. Analizar las caracter\u00edsticas de la expresi\u00f3n g\u00e9nica de diferentes partes del tejido de Dioscorea opposita durante el per\u00edodo, proporcionando una base para futuras investigaciones sobre el mecanismo molecular de la respuesta de Dioscorea opposita al estr\u00e9s por bajo contenido de f\u00f3sforo.<\/p>\n

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\nEl crecimiento de las plantas es el resultado de la acci\u00f3n conjunta de los genes y el medio ambiente. Bajo estr\u00e9s por bajo nivel de f\u00f3sforo, las plantas obtendr\u00e1n se\u00f1ales de la deficiencia de f\u00f3sforo del suelo a trav\u00e9s de receptores de se\u00f1ales en sus cuerpos. A trav\u00e9s de una compleja transducci\u00f3n de se\u00f1ales, iniciar\u00e1n la expresi\u00f3n de genes relacionados con el estr\u00e9s por bajo nivel de f\u00f3sforo en sus cuerpos, regular\u00e1n procesos fisiol\u00f3gicos y bioqu\u00edmicos en las plantas y, en \u00faltima instancia, mostrar\u00e1n una serie de caracter\u00edsticas morfol\u00f3gicas y bioqu\u00edmicas fisiol\u00f3gicas en respuesta al estr\u00e9s por bajo nivel de f\u00f3sforo. Este experimento analiz\u00f3 las caracter\u00edsticas de respuesta de varias partes de Dioscorea opposita bajo estr\u00e9s por bajo contenido de f\u00f3sforo y diferentes concentraciones de f\u00f3sforo bas\u00e1ndose en m\u00faltiples indicadores como las caracter\u00edsticas de desarrollo de la parte subterr\u00e1nea, las actividades SOD y POD en varias partes, la actividad S-ACP en la matriz de la rizosfera, y el contenido de f\u00f3sforo y la morfolog\u00eda en la matriz de la rizosfera. El estudio mostr\u00f3 que el contenido de f\u00f3sforo f\u00e1cilmente utilizable como Al-P, Fe-P, y f\u00f3sforo disponible en el grupo normal fue mayor que en el grupo de estr\u00e9s severo, especialmente el contenido de Al-P disminuy\u00f3 en el grupo normal, grupo de estr\u00e9s moderado, y grupo de estr\u00e9s severo en secuencia. Adem\u00e1s, la actividad POD de cada grupo de estr\u00e9s en las cinco partes del tejido de Dioscorea opposita fue generalmente mayor que la del grupo normal, y la actividad de la fosfatasa \u00e1cida en la matriz de la rizosfera del grupo de estr\u00e9s severo fue significativamente mayor que la del grupo normal en las tres etapas. Adem\u00e1s, los resultados de la investigaci\u00f3n indican que la respuesta de Dioscorea opposita al estr\u00e9s por bajo contenido de f\u00f3sforo es m\u00e1s evidente en la fase inicial de crecimiento y desarrollo. En la etapa posterior, a medida que Dioscorea opposita se adapta al entorno de estr\u00e9s por bajo nivel de f\u00f3sforo, la respuesta se debilita gradualmente y las caracter\u00edsticas de la respuesta tienden a ser consistentes. Esto indica hasta cierto punto que la respuesta y la regulaci\u00f3n de Dioscorea opposita al estr\u00e9s por bajo contenido de f\u00f3sforo es un proceso din\u00e1mico complejo.<\/p>\n

La regulaci\u00f3n metab\u00f3lica es un mecanismo importante para que las plantas se adapten al estr\u00e9s por bajo nivel de f\u00f3sforo, y las saponinas esteroideas son los principales metabolitos secundarios y principios activos de Dioscorea opposita. Los resultados de este estudio indican que el estr\u00e9s por bajo nivel de f\u00f3sforo afecta a la s\u00edntesis de saponinas esteroideas en Dioscorea opposita, y de forma similar a las caracter\u00edsticas fisiol\u00f3gicas, las diferencias en las saponinas esteroideas en diferentes partes de la planta bajo diferentes tratamientos se manifiestan principalmente en las primeras etapas del estr\u00e9s. Con el fin de explorar m\u00e1s a fondo las caracter\u00edsticas de respuesta de Dioscorea opposita al estr\u00e9s por bajo nivel de f\u00f3sforo a nivel gen\u00e9tico, este estudio analiz\u00f3 las caracter\u00edsticas de expresi\u00f3n g\u00e9nica de diferentes tratamientos de rizomas, hojas y tallos a\u00e9reos de Dioscorea opposita en las primeras etapas de estr\u00e9s. Se encontr\u00f3 que los genes potencialmente expresados diferencialmente en respuesta al estr\u00e9s por bajo contenido de f\u00f3sforo estaban principalmente involucrados en la bios\u00edntesis de \u00e1cidos org\u00e1nicos, inositol, esqueletos terpenoides, y m\u00faltiples v\u00edas metab\u00f3licas como el fosfato. Esto es coherente con la mayor actividad de S-ACP en la matriz de la rizosfera, la implicaci\u00f3n del inositol en la transducci\u00f3n de se\u00f1ales de la planta y la regulaci\u00f3n del estr\u00e9s, el importante papel de los terpenoides en la resistencia de la planta al estr\u00e9s, el importante papel de los genes que codifican el transportador de fosfato (PHT) en la regulaci\u00f3n del crecimiento y desarrollo de la planta, la morfog\u00e9nesis de la ra\u00edz y el equilibrio de f\u00f3sforo.
\nLa investigaci\u00f3n bibliogr\u00e1fica informa que la diosgenina en Dioscorea opposita se sintetiza principalmente en las hojas, y despu\u00e9s de la glicosilaci\u00f3n, se generan m\u00e1s saponinas solubles en agua que se transfieren a los rizomas para su almacenamiento, lo que indica que las hojas pueden ser el principal sitio de s\u00edntesis de los componentes de saponina, mientras que los rizomas son el sitio de almacenamiento. En este estudio, las 20 v\u00edas principales con el enriquecimiento m\u00e1s significativo de genes expresados diferencialmente en cada grupo de tratamiento tras el estr\u00e9s por bajo nivel de f\u00f3sforo mostraron que las v\u00edas con el enriquecimiento m\u00e1s significativo en las hojas inclu\u00edan la v\u00eda de las pentosas fosfato, sesquiterpenos y triterpenoides, y la bios\u00edntesis de inositol, mientras que las v\u00edas con el enriquecimiento m\u00e1s significativo en los rizomas eran el metabolismo del almid\u00f3n y la sacarosa, la bios\u00edntesis de alcaloides ind\u00f3licos, etc. El estudio descubri\u00f3 que los genes implicados en la s\u00edntesis de saponinas esteroidales est\u00e1n relacionados con la v\u00eda del \u00e1cido meval\u00f3nico (MVA), la v\u00eda del 2-metil-D-eritritol 4-fosfato (MEP) y la v\u00eda de la bios\u00edntesis del colesterol implicada en la s\u00edntesis de terpenoides. Esto confirma a\u00fan m\u00e1s que las hojas pueden ser el sitio principal para la s\u00edntesis de saponinas en Dioscorea nipponica. Por lo tanto, la forma en que los genes relacionados con la s\u00edntesis de saponinas en las hojas responden al estr\u00e9s por bajo nivel de f\u00f3sforo puede verificarse mediante la tecnolog\u00eda de PCR cuantitativa qRT con fluorescencia en tiempo real. Los patrones de expresi\u00f3n de genes diferencialmente expresados implicados en la bios\u00edntesis de esqueletos terpenoides, \u00e1cidos org\u00e1nicos e inositol en hojas de Dioscorea nipponica bajo estr\u00e9s por bajo nivel de f\u00f3sforo pueden ser identificados, caracterizados y analizados funcionalmente para explorar su relaci\u00f3n con la inanici\u00f3n de f\u00f3sforo de la planta. La correlaci\u00f3n entre la respuesta y la s\u00edntesis de saponina esteroidal, Para proporcionar una base para el estudio del mecanismo de regulaci\u00f3n de la tolerancia a bajo f\u00f3sforo en Dioscorea nipponica.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Analysis of physiological metabolism and gene expression characteristics of Dioscorea nipponica in response to low phosphorus stress Phosphorus, as one of the essential elements for plant growth and development, participates in photosynthesis, energy conversion, signal transduction, and enzyme activity regulation, which can improve plant adaptability to the environment. 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