La producción de soja es muy limitada en China. Para aumentar el rendimiento de la soja, existe una necesidad urgente de desarrollar variedades de soja que puedan crecer y adaptarse a las vastas áreas de tierras salinas, alcalinas y áridas.
por Zhang Nannan, Academia China de Ciencias
Un equipo de investigación dirigido por el profesor Zhang Jinsong del Instituto de Genética y Biología del Desarrollo (IGDB) de la Academia de Ciencias de China (CAS) informó sobre las funciones y los mecanismos de un regulador transcripcional GmZF351 en la tolerancia al estrés por sal y sequía en plantas de soja transgénicas estables.
Este estudio, titulado «La proteína de dedo de zinc GmZF351 mejora la tolerancia al estrés por sal y sequía en la soja», se publicó en línea en el Journal of Integrative Plant Biology .
El grupo de Zhang descubrió previamente que el gen se expresa mucho en las semillas de soja y promueve la acumulación de aceite en las semillas en desarrollo. Este gen muestra poca o ninguna expresión en la etapa de plántula y/o vegetativa. Sin embargo, bajo la sal y otros estreses, el gen se activa para la tolerancia al estrés en la soja.
Descubrieron que la desmetilación de histonas puede estar involucrada en tal transición. En condiciones normales, las histonas están muy metiladas en la región promotora del gen GmZF351. Tras el tratamiento con sal, se activan dos genes de histona desmetilasa, JMJ30-1 y JMJ30-2, lo que da como resultado la eliminación de la histona H3K27me3 en el promotor GmZF351 y, por lo tanto, la activación del gen.
Los investigadores analizaron más a fondo los elementos cis unidos por la proteína con dedos de zinc GmZF351. El elemento contiene dos del motivo CT(G/C)(T/A)AA para el reconocimiento. Todos los genes aguas abajo involucrados en la biosíntesis del aceite y la tolerancia al estrés tienen tales características en sus regiones promotoras. Sin embargo, el GmZF351 activó diferentes conjuntos de genes para la acumulación de lípidos en semillas de soja y en respuesta al estrés por sal y sequía.
Para las plantas, es costoso y consume mucha energía resistir el estrés y sobrevivir para las generaciones futuras. Por lo tanto, la tolerancia al estrés y la acumulación de rendimiento/almacenamiento deben considerarse completamente durante el crecimiento y desarrollo de la planta para completar el ciclo de vida.
El gen GmZF351 recientemente identificado puede promover tanto la acumulación de aceite en las semillas como la tolerancia al estrés en las plántulas, equilibrando estos dos importantes procesos biológicos en diferentes órganos y en diferentes etapas de desarrollo.
Comprender las funciones duales de GmZF351 puede arrojar luz sobre el mecanismo de equilibrio de un cultivo para el rendimiento/almacenamiento de semillas y la supervivencia durante la domesticación del cultivo, y proporcionar una base inspiradora y conocimientos para desarrollar nuevas variedades de soja adecuadas para tierras y entornos salinos desfavorables.
Más información: Wei Wei et al, La proteína de dedo de zinc GmZF351 mejora la tolerancia al estrés por sal y sequía en la soja, Journal of Integrative Plant Biology (2023). DOI: 10.1111/jipb.13474
