Analizele combinate de fiziologie și transcriptom oferă perspective asupra fructului malformat al Cocos nucifera L.

Apariția fructului stricat de nucă de cocos prezintă efecte duale asupra productivității agricole și randamentului economic, influențând în principal reducerea semnificativă a recoltei și scăderea valorii comerciale ca urmare a defectelor morfologice.

Pentru a clarifica factorii moleculari care stau la baza acestei anomalii de dezvoltare, am realizat o investigație sistematică combinând profilarea fiziologică și secvențierea transcriptomică pe țesuturile pulpei provenite din fructe de cocos deformate (MF) și normale (NF).

În mod notabil, exemplarele MF au prezentat o epuizare accentuată a rezervelor de carbohidrați, cu zaharuri solubile (SS), zaharuri reducătoare (RS), amidon (SH), proteine solubile (SP) și grăsimi (FA) în scădere cu 28,57%, 20,43%, 15,51%, 36,78% și, respectiv, 50,18%, comparativ cu controalele NF.

În schimb, a fost observată o creștere coordonată a nivelurilor de phytohormoni, precum acidul indol-acetic (IAA), acidul abscisic (ABA), citokinine (CK), acidul giberelic (GA), brasinosteroizi (BR), acidul jasmonic (JA) și acidul salicilic (SA), ale căror niveluri au crescut cu între 31,82% și 92,97%, în timp ce etilena (ETH) a înregistrat o reducere paradoxală de 30,09%.

Analiza transcriptomică a relevat 6370 de gene diferit exprimate funcțional annotate (DEGs), dintre care 4235 au fost upregulate și 2135 downregulate.

Aceste DEGs au fost în principal îmbogățite în căi esențiale, precum transducția semnalului de hormoni vegetal, biosinteza flavonoidelor/fenilpropanoidelor și rețele metabolice ale carbohydrateților.

În mod deosebit, a fost remarcată activitatea crescută a enzimelor de remodelare a peretelui celular — celulază (CEL), poligalacturonază (PG) și pectinesterează (PE) — însoțită de expresie diferențiată a nouă familii de gene asociate peretelui celular (CEL, PE, PG, PEL, URG, UTR, VTC2, EXP, XET/XTH) și a opt grupuri de gene legate de hormonii vegetali.

Analiza de stratificare funcțională a identificat, de asemenea, factori cheie de reglare transcripțională, precum factorii de transcripție MYB, ERF/AP2, BHLH, WRKY, bZIP și MADS, care au demonstrat o divergență semnificativă în expresie, sugerând roluri regulate cruciale în patogenia MF.

Această integrare multi-omică nu doar descifrează coregrafia moleculară a malformației fructului de cocos, ci și stabilește un cadru conceptual nou pentru cercetarea tulburărilor de dezvoltare în culturile perene..