Physiological and phenotypical effects of the overexpression of the OVP1 gene in Japonica rice

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Rocha, Dhiôvanna Corrêia
Data de Publicação: 2023
Outros Autores: Cruz, Thaís Ignez da, Oliveira, Joõa Augusto Vieira de, Souza, Isabela Pavanelli de, Dedicova, Beata, Coelho, Alexandre Siqueira Guedes, Vianello, Rosana Pereira, Brondani, Claudio
Tipo de documento: Artigo
Idioma: eng
Título da fonte: Pesquisa Agropecuária Brasileira (Online)
Texto Completo: https://seer.sct.embrapa.br/index.php/pab/article/view/27463
Resumo: The objective of this work was to evaluate the physiological, phenotypic, and gene expression parameters in genetically modified (GM) rice plants that overexpress the Oryza sativa Vacuolar H+-Pyrophosphatase 1 (OVP1) gene, compared with non-genetically modified (NGM) rice. GM and NGM plants of the BRSMG Curinga cultivar were evaluated in two experiments, in a laboratory and greenhouse, in a randomized complete block design, with four replicates. Agronomic traits of interest were estimated, and transcriptome analysis and gene expression quantification were carried out. GM plants showed a 31 and 21% higher number of spikelets per panicle and total number of grains per panicle, respectively, in comparison with NGM plants. Physiological changes occurred during the grain-filling stage, in which GM plants presented a photosynthetic rate and carboxylation efficiency 61 and 89% higher than those of NGM plants, respectively. The overexpression of the OVP1 gene favors the upregulation of some photosynthesis genes and the increase in the number of spikelets and in the photosynthetic rate, but does not favor the increase in grain yield.
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spelling Physiological and phenotypical effects of the overexpression of the OVP1 gene in Japonica riceEfeitos fisiológicos e fenotípicos da superexpressão do gene OVP1 em arroz japonicaOryza sativa; genetic engineering; grain yield components; RNAseqOryza sativa; engenharia genética; componentes de produtividade; RNAseqThe objective of this work was to evaluate the physiological, phenotypic, and gene expression parameters in genetically modified (GM) rice plants that overexpress the Oryza sativa Vacuolar H+-Pyrophosphatase 1 (OVP1) gene, compared with non-genetically modified (NGM) rice. GM and NGM plants of the BRSMG Curinga cultivar were evaluated in two experiments, in a laboratory and greenhouse, in a randomized complete block design, with four replicates. Agronomic traits of interest were estimated, and transcriptome analysis and gene expression quantification were carried out. GM plants showed a 31 and 21% higher number of spikelets per panicle and total number of grains per panicle, respectively, in comparison with NGM plants. Physiological changes occurred during the grain-filling stage, in which GM plants presented a photosynthetic rate and carboxylation efficiency 61 and 89% higher than those of NGM plants, respectively. The overexpression of the OVP1 gene favors the upregulation of some photosynthesis genes and the increase in the number of spikelets and in the photosynthetic rate, but does not favor the increase in grain yield.O objetivo deste trabalho foi avaliar os parâmetros fisiológicos, fenotípicos e de expressão gênica em plantas de arroz geneticamente modificadas (GM) que superexpressam o gene Oryza sativa Vacuolar H+-Pyrophosphatase 1 (OVP1), em comparação ao arroz não geneticamente modificado (NGM). Plantas GM e NGM da cultivar BRSMG Curinga foram avaliadas em dois experimentos, em laboratório e casa de vegetação, no delineamento de blocos ao acaso, com quatro repetições. Foram estimados caracteres agronômicos de interesse, e realizadas análise de transcritoma e quantificação da expressão gênica. Plantas GM apresentaram número de espiguetas por panícula e número total de grãos por panícula 31 e 21% maiores, respectivamente, em comparação às plantas NGM. Ocorreram alterações fisiológicas durante a fase de enchimento de grãos, em que as plantas GM apresentaram taxa fotossintética e eficiência de carboxilação 61 e 89% mais altas do que as das plantas NGM, respectivamente. A superexpressão do gene OVP1 favorece a indução de alguns genes da fotossíntese e o aumento do número de espiguetas e da taxa fotossintética, mas não favorece o aumento da produtividade de grãos.Pesquisa Agropecuaria BrasileiraPesquisa Agropecuária BrasileiraConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorEmpresa Brasileira de Pesquisa AgropecuáriaConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorEmpresa Brasileira de Pesquisa AgropecuáriaRocha, Dhiôvanna CorrêiaCruz, Thaís Ignez daOliveira, Joõa Augusto Vieira deSouza, Isabela Pavanelli deDedicova, BeataCoelho, Alexandre Siqueira GuedesVianello, Rosana PereiraBrondani, Claudio2023-10-16info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionapplication/pdfhttps://seer.sct.embrapa.br/index.php/pab/article/view/27463Pesquisa Agropecuaria Brasileira; V.58, Jan./Dec., 2023: Publicação contínua em volume anual; e03167Pesquisa Agropecuária Brasileira; V.58, Jan./Dec., 2023: Publicação contínua em volume anual; e031671678-39210100-104xreponame:Pesquisa Agropecuária Brasileira (Online)instname:Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa)instacron:EMBRAPAenghttps://seer.sct.embrapa.br/index.php/pab/article/view/27463/15209Direitos autorais 2023 Pesquisa Agropecuária Brasileirainfo:eu-repo/semantics/openAccess2023-12-14T19:04:57Zoai:ojs.seer.sct.embrapa.br:article/27463Revistahttp://seer.sct.embrapa.br/index.php/pabPRIhttps://old.scielo.br/oai/scielo-oai.phppab@sct.embrapa.br || sct.pab@embrapa.br1678-39210100-204Xopendoar:2023-12-14T19:04:57Pesquisa Agropecuária Brasileira (Online) - Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa)false
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