Natural variants of molybdate transporters contribute to yield traits of soybean by affecting auxin synthesis

Resumo

A soja (Glycine max) é uma cultura com alta demanda por molibdênio (Mo) e tipicamente requer fertilização com Mo para atingir seu potencial máximo de produtividade. No entanto, a base genética subjacente à variação natural da concentração de Mo na soja e seu impacto no desempenho agronômico ainda são pouco compreendidos. Aqui, realizamos um estudo de associação genômica ampla (GWAS, do inglês Genome-Wide Association Studies) para identificar GmMOT1.1 e GmMOT1.2 que impulsionam a variação natural da concentração de Mo na soja e conferem características agronômicas por meio da síntese de auxina. A população de soja exibe cinco haplótipos dos dois genes, com o haplótipo 5 demonstrando a maior expressão de GmMOT1.1 e GmMOT1.2, bem como as maiores atividades de transporte de suas proteínas. Estudos adicionais mostraram que GmMOT1.1 e GmMOT1.2 melhoram a produtividade da soja, especialmente quando cultivada em solo ácido ou levemente ácido. Surpreendentemente, esses dois genes contribuem para o crescimento da soja aumentando a atividade da aldeído oxidase (AO) do indol-3-acetaldeído (IAAld), levando ao aumento da síntese de ácido indol-3-acético (IAA), em vez de estarem envolvidos na fixação simbiótica de nitrogênio ou na assimilação de nitrogênio. Além disso, a distribuição geográfica dos cinco haplótipos na China e sua correlação com o pH do solo sugerem a importância potencial de GmMOT1.1 e GmMOT1.2 em estratégias de melhoramento da soja.

Abstract