ZmMYB104 mejora la tolerancia al estrés térmico mediante la activación de la expresión ZmCAT2 en el maíz

Área de la Ciencia:

• Biología molecular de las plantas
• Fisiología vegetal
• La genética

Sus antecedentes:

• Las fluctuaciones de temperatura tienen un impacto crítico en el crecimiento y desarrollo de las plantas.
• Comprender los mecanismos de tolerancia al estrés térmico en cultivos como el maíz (Zea mays L.) es crucial para la seguridad alimentaria.
• Los fundamentos moleculares de la tolerancia térmica en el maíz requieren una mayor aclaración.

Objetivo del estudio:

• Investigar el papel del factor de transcripción MYB ZmMYB104 en la termotolerancia del maíz.
• Identificar los genes objetivo aguas abajo regulados por ZmMYB104 bajo estrés térmico.
• Caracterizar la vía reguladora mediada por ZmMYB104 para la respuesta al estrés térmico.

Principales métodos:

• Clonado molecular y análisis de la expresión de ZmMYB104.
• Ensayos de localización y transactivación subcelular.
• Secuenciación de ARN y secuenciación de purificación de afinidad de ADN (DAP-seq) para identificar genes objetivo.
• Los ensayos de desplazamiento de movilidad electroforética (EMSA) y los ensayos de reporter de doble luciferasa confirman la interacción y la actividad transcripcional de ZmMYB104-ZmCAT2.

Principales resultados:

• La expresión de ZmMYB104 es inducida por el calor en las plántulas de maíz y funciona como un activador de transcripción en el núcleo.
• La sobreexpresión de ZmMYB104 aumenta la resistencia de las plántulas de maíz al estrés térmico.
• ZmCAT2 fue identificado como un objetivo directo aguas abajo de ZmMYB104.
• El módulo regulador ZmMYB104-ZmCAT2 mejora la capacidad de eliminación de peróxido de hidrógeno (H2O2), reduciendo la acumulación de especies reactivas de oxígeno (ROS) y el daño oxidativo bajo estrés térmico.

Conclusiones:

• ZmMYB104 confiere termotolerancia mediante la activación directa de la transcripción de ZmCAT2, una enzima clave en la desintoxicación de los ROS.
• El módulo regulador ZmMYB104-ZmCAT2 es un nuevo componente de las respuestas de las plantas al estrés térmico en los cultivos de cereales.
• Este eje regulador ofrece un objetivo genético potencial para el desarrollo de variedades de maíz resistentes al clima a través del mejoramiento molecular.