Expression analysis of phosphate induced genes in contrasting maize genotypes for phosphorus use efficiency.

• Autor(a) principal: VASCONCELOS, M. J. V. de
• Data de Publicação: 2022
• Outros Autores: FIGUEIREDO, J. E. F., OLIVEIRA, M. F. de, PARENTONI, S. N., MARRIEL, I. E., RAGHOTHAMA, K. G.
• Tipo de documento: Artigo
• Idioma: eng
• Título da fonte: Repositório Institucional da EMBRAPA (Repository Open Access to Scientific Information from EMBRAPA - Alice)
• Texto Completo: http://www.alice.cnptia.embrapa.br/alice/handle/doc/1148117; https://doi.org/10.1590/1519-6984.261797
• topic: Eficiência de uso de fósforo; Transportador de fósforo; Regulação transcricional; Suficiência de fosfato; Transcriptional regulation; Phosphate transporters; Fósforo; Fosfato; Milho

ABSTRACT - Phosphorus is an essential nutrient for plant growth and development. The ability of plants to acquire phosphate (Pi) from the rhizosphere soil is critical in the Brazilian Cerrado characterized by acidic soil. The induction of Pi transporters is one of the earliest molecular responses to Pi deficiency in plants. In this study, we characterize the transcriptional regulation of six (ZmPT1 to ZmPT6) high-affinity Pi transporters genes in four Pi-efficient and four Pi-inefficient maize (Zea mays) genotypes. The expression analysis indicated that Pi-starvation induced the transcription of all ZmPT genes tested. The abundance of transcripts was inversely related to Pi concentration in nutrient solution and was observed as early as five days following the Pi deprivation. The Pi-starved plants replenished with 250 µM Pi for four to five days resulted in ZmPT suppression, indicating the Pi role in gene expression. The tissue-specific expression analysis revealed the abundance of ZmPT transcripts in roots and shoots. The six maize Pi transporters were primarily detected in the upper and middle root portions and barely expressed in root tips. The expression profiles of the six ZmPTs phosphate transporters between and among Pi-efficient and Pi-inefficient genotypes showed an absence of significant differences in the expression pattern of the ZmPTs among Pi-efficient and Pi-inefficient genotypes. The results suggested that Pi acquisition efficiency is a complex trait determined by quantitative loci in maize. RESUMO - O fósforo é um nutriente essencial para o crescimento e desenvolvimento das plantas. A capacidade de adquirir fosfato (Pi) é crítica para as plantas crescidas nos solos ácidos do Cerrado brasileiro. A indução de transportadores de Pi é uma das primeiras respostas moleculares à deficiência de fosfato em plantas. Neste estudo, caracterizamos a regulação transcricional de seis (ZmPT1 a ZmPT6) genes transportadores de Pi em quatro genótipos de milho (Zea mays) Pi-eficiente e quatro Pi-ineficientes. A análise de expressão indicou que a privação de Pi induziu a transcrição de todos os genes ZmPT. A abundância de transcritos foi inversamente relacionada à concentração de Pi na solução nutritiva e foi observada cinco dias após a privação de Pi. Em plantas Pi-deprivadas ocorreu supressão gênica após terem sido reabastecidas com 250 µM de Pi por quatro a cinco dias, indicando o papel do Pi na regulação da expressão gênica. A análise de expressão tecido-específico revelou a abundância de transcritos ZmPT em raízes e brotos. Os seis genes transportadores de Pi testados foram detectados principalmente nas porções superior e média das raízes e fracamente nas pontas das raízes. Os perfis de expressão dos seis genes ZmPT transportadores de fosfato nos genótipos Pi-eficientes e Pi-ineficientes mostraram uma ausência de diferenças significativas no padrão de expressão entre os genótipos Pi-eficientes e Pi-ineficientes. Os resultados indicaram que a eficiência na aquisição de Pi é uma característica complexa que envolve a participação de outros genes no milho.