Evaluación de la expresión génica y las interacciones proteicas del factor de transcripción ARF5 en el desarrollo floral de Aristolochia Fimbriata
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Date
2024
Authors
Director
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Publisher
Pontificia Universidad Javeriana Cali
Abstract
Las angiospermas exhiben una amplia diversidad, con más de 350,000 especies descritas. Dentro de éstas, la familia Aristolochiaceae posee alrededor de 600 especies, principalmente del género Aristolochia. La estructura floral de género es singular, con un perianto petaloide derivado de la fusión de los sépalos. El perianto consta de utrículo, tubo y limbo, con especializaciones para facilitar la polinización. En el desarrollo del perianto están implicados los genes de respuesta a auxina ARF, AUX/IAA y TIR1/AFB. Dentro de los ARFs, ARF5/MP ha sido ampliamente estudiado en modelos como Arabidopsis, pero se conoce poco en otras especies de angiospermas. El presente estudio evalúa los patrones de expresión del gen ARF5 y su posible red de interacción proteína-proteína durante el desarrollo del perianto en Aristolochia fimbriata. Utilizando análisis de transcriptómica y predicciones de interacción, se encontró que ARF5 y sus homólogos exhiben diferentes perfiles de expresión en los estados del desarrollo floral temprana (S6) y tardía (S9). Específicamente, ARF5 presentó un nivel de expresión considerablemente alto en S6 en comparación con el estado S9 (pre-antesis). En contraste, otros componentes de la vía de señalización de auxinas, como AUX/IAA y transportadores de auxinas, mostraron una regulación distinta en S9 en contraste del estado S6. Además, se predijo una red de interacciones proteína-proteína, resaltando las posibles asociaciones entre ARF5 y factores de transcripción AUX/IAA. Estos hallazgos brindan nuevos conocimientos sobre los mecanismos moleculares subyacentes a la identidad y desarrollo del perianto en A. fimbriata
Description
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Angiosperms exhibit a wide diversity, with more than 350,000 described species. Among these, the Aristolochiaceae family has around 600 species, mainly of the genus Aristolochia. The floral structure of the genus is unique, with a petaloid perianth derived from the fusion of sepals. The perianth consists of utricle, tube, and limb, with specializations to facilitate pollination. The development of the perianth involves auxin response genes ARF, AUX/IAA, and TIR1/AFB. Among the ARFs, ARF5/MP has been widely studied in models like Arabidopsis, but little is known about it in other angiosperm species. This study evaluates the expression patterns of the ARF5 gene and its possible protein-protein interaction network during the development of the perianth in Aristolochia fimbriata. Using transcriptomic analysis and interaction predictions, it was found that ARF5 and its homologs exhibit different expression profiles in the early (S6) and late (S9) floral development stages. Specifically, ARF5 showed a considerably high expression level in S6 compared to the S9 (pre-anthesis) stage. In contrast, other components of the auxin signaling pathway, such as AUX/IAA and auxin transporters, displayed distinct regulation in S9 as opposed to the S6 stage. Additionally, a protein-protein interaction network was predicted, highlighting potential associations between ARF5 and AUX/IAA transcription factors. These findings provide new insights into the molecular mechanisms underlying the identity and development of the perianth in A. fimbriata.
Keywords
Estructura floral singular, Desarrollo del perianto, Interacciones proteína-proteína, Unique floral structure, Perianth development, Protein-protein interactions