Caracterización de promotores de genes β-glucosidasa en Zea mays y su potencial en la producción de proteínas heterólogas

Este estudio está encaminado a entender la diversidad funcional existente en una familia de proteínas β-glucosidasas de Zea mays. La familia de genes que codifica para β-glucosidasa (BGLU EC 3.2.1.21) en Zea mays cv. B73 se compone de 26 genes parálogos de redundancia funcional desconocida. En otras especies de plantas se ha descrito que las BGLU cumplen diferentes funciones: activando reguladores de crecimiento como el jasmónico, salicílico y abscísico en respuesta a estrés biótico y abiótico; además de actuar en otras moléculas que participan directamente en la defensa contra patógenos, reciclaje de la pared celular, señalización y metabolismo secundario. En este trabajo se realizaron análisis bioinformáticos que permitieron: (1) asociar posibles funciones de los miembros ZmBGLU a partir de la homología con ortólogos de Arabidopsis y arroz; (2) revelar la redundancia y los patrones de expresión de estos genes así como los niveles máximos y mínimos de expresión en diferentes tejidos de la planta, al analizar la expresión durante el desarrollo vegetativo y reproductivo del Z. mays; (3) el análisis de regiones promotoras de 2000 pb rio arriba del codón de inicio en 4 genes ZmBGlu los cuales mostraron posibles sitios de unión a factores de transcripción (TFBS), con afinidad a los siguientes factores de transcripción (TF): DOF, O2, Interlower, DRE, MYB, entre otros; asociados a la respuesta al ataque por patógenos y algunos en respuesta a estrés abiótico. A continuación se evaluó la expresión de 10 miembros ZmBGlu en plántulas de maíz B73 bajo estrés biótico (condiciones biotróficas y necrotróficas) y abiótico (salinidad, sequía y radiación UV) (...)

This study was directed to understand functional diversity in a protein family of the β-Glucosidases in Zea mays. The family of genes that codify for β-glucosidase (BGLU EC 3.2.1.21) in Zea mays cv. B73 is composed of 26 paralogs genes of unknown functional redundancy. In other plant species, it has been described that BGLU have different functions, such as activating growth regulators as jasmonic, salicilic, and abscisic acids in response to biotic and abiotic stress besides acting in other molecules that participate directly in defense against pathogens, recycling the cellular wall, signaling, and secondary metabolism. Bioinformatic analyses were performed in this work allowing: (1) associating possible functions of ZmBGLU members starting from homology with Arabidopsis and rice orthologs; (2) revealing redundancy and expression patterns of these genes as well as maximum and minimum expression levels in different plant tissues by analyzing expression during vegetative and reproductive development stages of Z. mays; (3) analyzing promoting regions of 2000 pb above the starting codon in 4 genes of ZmBGlu, which showed the following transcription factors (TF): DOF, O2, Interlower, DRE, MYB, among others, associated to pathogen attack response and some in response to abiotic stress. After that, the expression of 10 members of ZmBGlu was assessed in B73 maize seedlings under biotic stress (biotrophic and necrotrophic conditions) and abiotic (salinity, drought and UV radiation) (...)