Zanthoxylum armatum é uma cultura econômica vital na China, mas seu cultivo é desafiado por estresses abióticos como seca e frio. Quinases de proteínas ativadas por mitógenos (MAPKKs) são componentes centrais de sinalização que regulam as respostas das plantas ao estresse. No entanto, a família de genes MAPKK em Z. armatum permaneceu não caracterizada. Este estudo teve como objetivo identificar os genes ZaMAPKK e elucidar seus papéis na adaptação ao estresse. Compreender as funções de ZaMAPKK fornece alvos genéticos críticos para programas de melhoramento molecular visando o desenvolvimento de cultivares tolerantes ao estresse, garantindo a produção sustentável de Z. armatum em ambientes marginais. Este estudo identificou 14 membros da família MAPKK em Z. armatum (ZaMAPKK1-14) por meio de análise em todo o genoma. Análises bioinformáticas e experimentais revelaram que os ZaMAPKKs eram proteínas hidrofílicas instáveis, predominantemente localizadas no núcleo. A análise filogenética os dividiu em quatro subfamílias (A, B, C e D), mostrando alta homologia com plantas dicotiledôneas como Arabidopsis thaliana e soja. A análise da estrutura gênica indicou diferenças significativas no número de íntrons entre os membros das subfamílias, sugerindo diferenciação funcional. A análise dos cis-elementos do promotor identificou elementos abundantes relacionados à resposta à luz, regulação hormonal e estresse em todos os genes. Análises de transcriptoma e de RT-qPCR revelaram que ZaMAPKK7 e ZaMAPKK11 apresentaram expressão significativamente mais alta em amostras de diferentes latitudes, implicando-os na regulação da resistência ao estresse em Z. armatum por meio da ativação de vias de resposta ao estresse. A análise da rede de co-expressão gênica indicou que os genes ZaMAPKK cooperam com vários fatores de transcrição para regular a resposta ao estresse, sinalização de luz, crescimento e metabolismo em Z. armatum. Este estudo identifica ZaMAPKK7 e ZaMAPKK11 como reguladores-chave da resistência ao estresse em Z. armatum. Trabalhos futuros integrarão análises de RT-qPCR e co-expressão para validar suas funções dentro da cascata de MAPKK e explorar mecanismos sinérgicos com outras famílias de genes. Desvendar esta rede regulatória acelerará o melhoramento de cultivares tolerantes ao estresse, melhorando, em última instância, a produtividade de Zanthoxylum e a sustentabilidade industrial.
Liu et al. (Sat,) estudaram essa questão.