La regulación a la baja de MsWOX13-2 promueve una mayor resistencia a la inundación en la alfalfa

Área de la Ciencia:

• Biología vegetal
• Genética molecular
• Ciencias Agrícolas

Sus antecedentes:

• El cambio climático está aumentando los eventos de anegamiento del suelo a nivel mundial.
• La inundación amenaza la sostenibilidad de la alfalfa (Medicago sativa L.) y la producción ganadera.
• Los factores de transcripción homeobox (WOX) relacionados con WUSCHEL están involucrados en el desarrollo de las plantas y las respuestas al estrés, pero se desconoce su papel en la resiliencia a la inundación.

Objetivo del estudio:

• Caracterización funcional del gen de la alfalfa MsWOX13-2 en respuesta al estrés por inundación.
• Investigar el papel de MsWOX13-2 en la regulación de la tolerancia a la inundación en la alfalfa.

Principales métodos:

• Se utilizó la interferencia de ARN (RNAi) para silenciar la expresión de MsWOX13-2 en la alfalfa.
• Se evaluaron los parámetros fisiológicos (retención de clorofila, eficiencia del fotosistema II, capacidad de supervivencia) en condiciones de inundación.
• Se midieron los niveles de peróxido de hidrógeno (H2O2), la actividad de la superóxido dismutasa (SOD) y el daño oxidativo.
• Se realizó la secuenciación de ARN (RNA-Seq) para analizar los cambios en la expresión génica.
• La tecnología CRISPR/Cas9 se empleó para la mutación bialélica de MsWOX13-2.

Principales resultados:

• El silenciamiento de MsWOX13-2 no afectó el crecimiento de la alfalfa en condiciones normales, pero mejoró la tolerancia a la inundación.
• Las plantas RNAi mostraron una mejor retención de clorofila, eficiencia del fotosistema II y tasas de supervivencia bajo la inundación.
• Las hojas de MsWOX13-2 RNAi habían reducido la acumulación de H2O2 y aumentado la actividad de SOD, lo que indicaba un menor daño oxidativo.
• El RNA-Seq reveló una expresión alterada de genes relacionados con los antioxidantes, la fotosíntesis, la fermentación anaeróbica y las vías hormonales en las plantas RNAi.
• La mutación CRISPR/Cas9 confirmó el papel de MsWOX13-2 en la respuesta a la inundación.

Conclusiones:

• MsWOX13-2 actúa como un regulador negativo de la respuesta a la inundación en la alfalfa.
• La regulación a la baja de MsWOX13-2 mejora la tolerancia de la alfalfa al estrés por inundación.
• MsWOX13-2 es un gen objetivo potencial para la cría de variedades mejoradas de alfalfa resistentes a la inundación.