Metyylijasmonaatti saa aikaan erottuvan hydrolysoituvan tanniini-, favonoidi- ja fytooksilipiinivasteen granaattiomenan (Punica Granatum L.) lehdissä, osa 2

Ota yhteyttäoscar.xiao@wecistanche.comLisätietoja

Lipidit muuttuivat vapaiksi rasvahapoiksi ja fytooksilipiineiksi MeJA-käsitellyissä granaattiomenanlehdissä

Flavonoidien ja antosyaanien lisäksi muutoksia lipidimolekyyleissä havaittiin myös granaattiomenan lehdissä 72-h MeJA-induktion jälkeen (kuva 5a). 102 eri tavalla kertyneestä metaboliitista 23 oli lipidejä, rasvahappoja tai fytooksilipiinejä (taulukko S6). Toisin kuin monoasyyliglyseroli (MAG) (18:4) isomeeri 1, joka osoitti lisääntynyttä kertymistä, seitsemän glyserolipidiä, mukaan lukien MAG (18: 1)isomeeri, MAG (18:3)isomeeri4,galaktosyylimonoasyyliglyseroli (DGMG)(18:2)isomeeri, DGMG(18:2)isomeeri2, DGMG(18:2)isomeeri3,monogalaktosyylimonoasyyliglyseroli(MGMG)(18:2)-isomeerit ja MGMG(18:2)isomeeri2 vähenivät 3-5-kertaisesti, kun MeJA:ta levitettiin lehdille (kuva 5a; taulukko S6). Fosfolipidit LysoPC 18: 0 ja 18:1 osoittivat yli kaksinkertaisen kasvun MeJA-käsitellyissä lehdissä (taulukko S6).

Napsauta tätä saadaksesi lisätietoja

Eksogeeninen MeJA-sovellus nosti granaattiomenan lehdissä JA- ja isoleusiinitasoja (JA-Ile) 43--kertaiseksi ja 28--kertaiseksi (taulukko S6). Erilaisia ​​ei-JAFyto-oksilipiinitmukaan lukien rasvahappojen hydroperoksidit, epoksirasvahapot, hydroksirasvahapot, ketorasvahapot jaasetyleeninenrasvahapot, erityisesti lisääntynyt MeJA-käsitellyissä lehdissä (kuva 5a; taulukko S6). Puiinihapon, PUFA(18:3), jota on runsaasti granaattiomenansiemenöljyssä, lisääntynyt kertyminen havaittiin myös MeJA:lla käsitellyissä lehdissä (taulukko S6).

Kuva 3 Flavonoidi- ja antosyaniinitasot muuttuivatmetyylijasmonaatti (MeJA) -sovellus. Aineenvaihduntatuotteet, joiden kerääntyminen on lisääntynyt, vähentynyt ja ei-merkitsevästi muuttunut (kaksikertainen kynnys) MeJA-käsitellyissä granaattiomenan lehdissä verrattuna valekäsiteltyihin kontrolleihin, jotka on korjattu 72-h käsittelyn jälkeen, ovat väriltään vihreää, punaista, ja sininen, vastaavasti. Reitin välituotteet, joita ei havaittu nestekromatografia-sähkösumutusionisaatio-tan-dem-massaspektrometria-analyysissä, on esitetty mustalla. Katkoviivat nuolet osoittavat useita reaktiovaiheita.

LOX-ehdokkaan biokemiallinen karakterisointi rasvahappojen modifiointiin MeJA-käsitellyissä granaattiomenan lehdissä

Jotta voitaisiin tutkia metabolisia geenejä, jotka osallistuvat rasvahappojen aineenvaihduntaan fytooksilipiinien suuntaan, vale- ja MeJA-käsiteltyjen granaattiomenan lehtien transkriptomista analysoitiin DEG:t, jotka on merkitty lipaaseiksi tai LOXiksi. Kaksi lipaasigeeniä Pgr004895 ja Pgr001125 osoittivat tehostunutta ekspressiota. 24-h MeJA-hoidon jälkeisissä transkriptomeissa, ja niiden ilmentyminen vahvistettiin merkittävästi reaaliaikaisella qPCR-analyysillä (kuva 5b). Toisaalta lipaasi Pgr024441 osoitti vähentynyttä ilmentymistä transkriptianalyysissä, mitä ei tukenut reaaliaikainen qPCR-tulos (kuvio 5b). Mielenkiintoista on, että Pgr025417:n, oletetun LOX:n, kohonnut ilmentyminen havaittiin lehtien transkripteissa, jotka kerättiin 2-h, 6-h,24-h ja 72-h MeJA-hoidon jälkeen. (Kuva S1). Reaaliaikainen qPCR-analyysi osoitti lisäksi jatkuvasti lisääntyvän Pgr025417:n ilmentymisen, joka vaihteli 4--20--kertaiseksi lehdissä, jotka kerättiin 2 - 72-h MeJA-hoidon jälkeen (kuva 5c).

Cistanche voi parantaa immuniteettia

Sen määrittämiseksi, oliko oletettu LOX (Pgr025417) mukana lisääntyneessä fytooksilipiinin tuotannossa MeJA-käsitellyissä lehdissä, sen sekvenssi ja aktiivisuus tutkittiin. Kun Pgr025417:n aminohapposekvenssi analysoitiin, His-, Asn- ja Ile-tähteet, jotka vastaavat niitä, jotka koordinoivat rautaatomia soijapavun LOX L-1 (Minor et al. 1996) aktiivisessa kohdassa, löydettiin Pgr025417 (kuva 6a). Lisäksi PgrO25417:n ennustetaan lokalisoituvan kloroplastiin (todennäköisyys todennäköisyys 0,9096) signaalipeptidin pilkkoutuessa välillä 64-65 aa (kuvio 6a). Annotoidussa granaattiomenan genomissa tunnistetuista 11 oletetusta LOX:sta (786 aa - 970 aa) 5 muun LOX:n: Pgr025413, Pgr025418, Pgr009839, Pgr016852 ja Pgr013780 ennustetaan olevan LOX-ryhmässä ja muissa POX7- ja 2-tyyppisissä kasveissa 4 paitsi kloroplasti2. (Kuva 6b). Mielenkiintoista on, että vaikka Pgr008562, Pgr025678, Pgr018982 ja PgrO18980 ovat ryhmitelty kaksisirkkaisten tyypin I LOX:ien kanssa. Pgr020032 on kauempaa sukua muiden tyyppisten ILOX:ien kanssa (kuvio 6b). PgrO25417:n entsymaattisen aktiivisuuden määrittämiseksi rekombinanttiproteiini (906 aa, -102 kDa; kuva 6c) määritettiin käyttämällä linolihappoa substraattina. Pgr025417 tuotti linolihapon hapetettuja tuotteita, mikä osoitti suuremmalla absorptiolla 598 nm:ssä, kun rekombinanttiproteiinia oli läsnä reaktioseoksessa (kuvio 6d).

Transkription vaste eksogeeniselle MeJA-sovellukselle granaattiomenan lehdissä

To understand whether the changes in HTs,flavonoids, lipids, fatty acids, and phyto-oxylipins are regulated transcription-ally, transcriptomes of MeJA-and mock-treated pomegranate leaves collected at2-h,6-h,24-h,and72-h were compared and identified 34 transcription factors(TFs) that showed differen-tial expression (Log,FCl>1, säädetty P<0.05)(table 1);31="" of="" these="" tfs="" also="" exhibited="" significantly="" changed="" expression="" by="" real-time="" qpcr="" analysis="" (fig.7).="" notably,="" a="" zinc-finger="" tf="" pgr009895="" showed="" increased="" expression="" at="" three="" out="" of="" the="" four="" time="" points(2-h,24-h,and="" 72-h)(fig.7a).the="" expression="" of="" pgr002863(pcf5-like),pgr002859(bzip1)and="" pgr006935(auxin="" response="" factor)was="" increased,="" and="" pgro11269="" (myb)="" decreased="" upon="" meja="" elicitation="" at="" two="" time="" points(fig.="" 7a,="" b).both="" pgro09366(anthocyanin="" regu-latory="" c1="" protein/myb)and="" pgro03015(myb)displayed="" increased="" expression="" at="" 6-h,="" but="" decreased="" expression="" at="" 72-h="" (fig.="" 7b).the="" expression="" of="" 12="" tfs="" was="" enhanced="" at="" only="" one="" time="" point,including="" pgr009357(2-h),pgr027831="" (2-h),pgr023581(6-h),pgr009363(6-h),pgr000147="" (6-h),="" pgr021507(6-h),="" pgr021504(6-h),pgr020147(24-h),="" pgr025715(72-h),pgr023629(72-h),pgr015728(72-h),and="" pgr004388(72-h)(table="" 1;fig.7b,c).on="" the="" other="" hand,="" the="" expression="" of="" 12="" tfs="" was="" suppressed="" in="" meja-treated="" pomegranate="" leaves="" at="" one="" time="" point,="" including="" pgr013499="" (2-h),pgr023409="" (2-h),pgr017106(6-h),pgr010911(24-h),pgr017568(72-h),pgr024750(72-h),pgr004878(72-h)pgr002084(72-h),pgr008889(72-h),pgr004532(72-h),="" pgr020131="" (72-h),and="">

Jotta voitaisiin arvioida sellaisten ehdokasgeenien transkription säätelyä, jotka voivat toimia flavonoidi- ja rasvahappo-/fytooksilipiinireittien moduloinnissa MeJA-induktion yhteydessä, TF-sitoutumiskohdat ehdokasgeenien promoottorialueilla ennustettiin käyttämällä PlantRegMapia (Tian et al. 2020) ja TF:t, jotka tunnistetaan bioinformaattisesti Eucalyptus Grandiksesta, joka on läheistä sukua granaattiomenalle Myrtalesissa (taulukko S7). PgrO25417:lle (oletettu LOX) tunnistettiin 80 sitoutumiskohtaa 65 TF:stä, mukaan lukien runsaasti sitoutumiskohtia MYB:lle (10 TF.15 kohtaa) ja WRKY:lle (11 TF:tä, 18 kohtaa), mutta ilman sitoutumiskohtia bipolaarisille sinkkisormen TF:ille (taulukko). S7). Koska CHS ja CHI sijaitsevat flavonoidien ja antosyaanien biosynteesireittien sisääntulokohdassa ja osoittivat vähentynyttä geeniekspressiota transkripti- ja reaaliaikaisissa qPCR-analyyseissä (kuvat S1 ja 4), oletetun CHS:n (Pgr005566) ja CHI:n (Pgr025966) promoottorit analysoitiin myös oletettujen TF-sitoutumiskohtien varalta. CHS:ssä on 104 sitoutumiskohtaa 76 TF:stä, joista MYB (20 TF:tä, 23 kohtaa) ja LH (13 TF:tä, 23 kohtaa) ovat runsaimmat TF:t (taulukko S7). CHI:ssä on 93 sitoutumiskohtaa 78 TF:stä, joista bHLH (16 TF:tä, 23 kohtaa) ja WRKY (13 TF:tä, 13 kohtaa) ovat runsaimmat TF:t (taulukko S7).

Keskustelu

Eksogeenisen MeJA-sovelluksen aiheuttamat ainutlaatuiset metaboliset muutokset viittaavat HT:iden, metyloituneiden flavonien/flavonolien ja fytooksilipiinien toimiin granaattiomenavasteessa MeJA:lle.

MeJA:lla on osoitettu rooli stressireaktioiden aikaansaamisessa kasveissa (Cheong ja Choi 2003). Kahden HT-reitin välituotteen - glukogalliinin ja penta-galloyyliglukoosin - kerääntyminen lehtiin indusoitui 30- tunnin kuluttua MeJA-levityksestä (kuva 2b), mikä viittaa siihen, että ne toimivat vasteena abioottisille ja bioottisille rasituksille ympäristössä. Tämä tulos vahvistaa myös HT:iden tehtävää suojella granaattiomenaa abioottisilta rasituksilta hedelmäkuoren kudoksissa (Schwartz ym. 2009; Habashi et al. 2019). Vastaavasti HT-metaboliitin kertymisen lisääntymistä, shikimaatti- ja HT-biosynteettisten reittien geenit osoittivat myös lisääntynyttä ilmentymistä (kuvio 1). Aiempi neljän viiniköynnöksen (Vitis vinifera) SDH-isoformin biokemiallinen karakterisointi osoitti, että vain VvSDH3 ja VySDH4 pystyivät tuottamaan gallushappoa 3-dehydrosikimaatista (Bontpart et al.2016). Transkriptio- ja reaaliaikaisten qPCR-analyysiemme mukaan PgSDH3_1 ja PgSDH3_2, WvSDH3:n homologit, mutta eivät PgSDH4, VSDH4:n homologi, osoittivat MeJA:n indusoimaa ekspressiota (kuvat S1 ja 1) . Tämä havainto viittaa siihen, että PgSDH3_1 ja PgSDH3_2 ovat todennäköisesti mukana HT:iden synteesissä vasteena MeJA-hoitoon ja ympäristön rasituksiin. Lisäksi PgUGT8423:n ja PgUGT84A24:n, jotka koodaavat entsyymejä, jotka katalysoivat sitoutunutta HT-biosynteesin vaihetta, MeJA-sovelluksen tehostettu ilmentyminen tukee edelleen HT:iden roolia stressivasteessa.

72-h MeJA-induktion jälkeen granaattiomenan lehdissä havaittiin yleinen flavonoidien ja antosyaanien suppressio (kuva 3; taulukko S6), mikä on vastoin monissa muissa kasveissa havaittua näiden yhdisteiden lisääntynyttä kertymistä (Pandey et). al.2016; De Geyter ym.2012; Shafiq ym.2011; Flores ja Ruiz del Castillo 2014; Portu ym. 2015). Kuitenkin kolme metyloitua flavonia ja flavanolia: di-O-metyylikversetiini, joka myy 5-O-heksosidia ja krysoe-rioli-O-heksosyyli-O-heksosidi kerääntyi enemmän huolimatta metyloitumattomien biosynteettisten esiasteiden vähenemisestä. (Kuva 3; Taulukko S6). Mono- ja di-O-metyloitua kversetiiniä erittyy solanaceous-lajien trikomista, ja sen on ehdotettu toimivan kasvien puolustuksessa, mahdollisesti lajispesifisellä tavalla (Wollenweber ja Dörr 1995; Roda et al.2003). Osoitettiin myös, että krysoberyylin, luteoliinin ja apigeniinin glykosidit estivät vedessä elävien kasvinsyöjien ruokintaa Potamogeton lucensin (lampikukka) lehtien in vitro -määrityksissä (Erhard et al. 2007). Indusoitu metyloidun kertyminenflavonit/flavonolitgranaattiomenan lehdissä viittaa siihen, että niillä voi olla rooli MeJA:n aiheuttamassa stressivasteessa, ja niillä voi olla vaikutuksia tämän puulajin suojautumisessa haavoja, taudinaiheuttajia ja kasvinsyöjiä vastaan.

HT:iden, flavonoidien ja antosyaanien lisäksi muita merkittäviä aineenvaihdunnan muutoksia olivat vapaiden rasvahappojen mobilisaatio lipideistä ja fytooksilipiinien biosynteesi 72- tunnin kuluttua MeJA:n levittämisestä (kuva 5a). Puiinihapon (18:3, cis-9,trans-11, cis-13) kolminkertainen lisääntyminen MeJA-induktion yhteydessä viittaa tämän PUFA:n mahdolliseen rooliin kolmen konjugoidun kaksoissidosjärjestelmän kanssa granaattiomenakasvien stressimerkinanto tai suora kemiallinen puolustus (taulukko S6). MAG:n, MGMG:n ja DGMG:n samanaikainen vähentäminen viittaa myös siihen, että puniinihappo voi tavallisesti konjugoitua näihin glyserolipideihin granaattiomenan lehdissä (kuva 5a; taulukko S6). Fytooksilipiineistä JA- ja JA-Ile-arvon nousu MeJA-käsitellyissä granaattiomenanlehdissä saattaa johtua eksogeenisesti levitetyn MeJA:n demetylaatiosta, jolloin muodostuu JA, joka muuttuu myöhemmin JA-Ileksi (taulukko S6) (Stuhlfelder et al. .2004). Se voi myös viitata siihen, että MeJA voi suoraan säädellä JA:n ja sen johdannaisten biosynteesiä granaattiomenassa. Fytooksilipiineistä johdettujen haihtuvien yhdisteiden on raportoitu olevan osallisena haavojen ja patogeenien hyökkäyksien signaalin välittämisessä (Lim et al.2017). Viimeaikaiset tutkimukset ovat myös paljastaneet ei-JA-fytooksilipiinien suoria antimikrobisia rooleja, vaikka tällaisten toimintojen mekaaninen perusta on edelleen epäselvä (Deboever et al. 2020). Fyto-oksilipiinien indusoituva tuotanto granaattiomenassa vahvistaa aikaisemmat havainnot muissa kasveissa. On vielä selvitettävä, ovatko nämä fytooksilipiinit biosidisia vai toimivatko ne stimuloimalla granaattiomenan synnynnäistä immuunivastetta.

Modifioitu flavonoidi ja antosyaniini, mutta ei fytooksilipiini, metabolia MeJA-induktion yhteydessä on ainakin osittain säädelty transkription tasolla

Yhdenmukaisesti flavonoidien ja antosyaniinien, CHS:ää ja CHI:tä koodaavien geenien, yleisesti vähentyneen kertymisen kanssa, kaksi entsyymiä, jotka sijaitsevat flavonoidien ja antosyaniinien biosynteesin alkupisteessä, osoittivat vähentyneen ilmentymisen MeJA-käsitellyissä lehdissä (kuva 4). Kiehtovaa on, että maissin MYB TF antosyaniinia säätelevän proteiinin C1 granaattiomenahomologia (PgrO09366) säädeltiin alun perin MeJA-käsitellyissä lehdissä 6- tunnin kohdalla, mutta sitten alasäätely MeJA-käsitellyissä lehdissä 72- tunnin kohdalla (taulukko 1). Kuva 7b). Maissin MYB TF P granaattiomenahomologi (PgrO10911) oli alasäädelty MeJA-käsitellyissä lehdissä 24- tunnin kohdalla (taulukko 1; kuva 7c). Kuten maissilla tehdyissä tutkimuksissa on osoitettu, Cl aktivoi useita geenejä flavonoidien ja antosyaanien biosynteesissä, kuten CHS(C2), dihydroflavonolireduktaasi(A1), antosyanidiini3-O-glukosyylitransferaasi(BZ1) ja leukoantosyaani-diinidioksygenaasi( A2) (Lesnick ja Chandler 1998; Sainz et ai. 1997; Quattrocchio et ai. 1993). Toisaalta P säätelee A1:n, mutta ei BZ1:n ilmentymistä (Grotewold et al. 1994). Maississa C1 (MYB TF) toimii yhdessä R(bHLH TF) -proteiinin kanssa sääteleen antosyaanien biosynteettisten geenien ilmentymistä ( Mol et ai. 1998; Goff et ai. 1992). Pgr024750, bHLH TF, oli myös alasäädelty MeJA-käsitellyissä lehdissä 72- tunnin kohdalla ja se voisi olla granaattiomena C1-homologin mahdollinen kumppani (taulukko 1; kuva 7c). Lisäksi MYB- ja bHLH-TF:iden sitoutumiskohdat tunnistettiin oletetun granaattiomenan CHS- ja CHI-promoottorialueilla bioinformatiikan analyysin avulla (taulukko S7). Yhdessä nämä tulokset viittaavat siihen, että flavonoidien ja antosyaniinien yleinen väheneminen saavutetaan ainakin osittain varhaisen vaiheen biosynteettisten geenien transkription ohjauksella.

Useiden glyserolipidien väheneminen havaittiin MeJA-käsitellyissä lehdissä (kuvio 5). Kuitenkin granaattiomenahomologit (GenBank-talletusnumerot: XP_031374952 ja XP_031374953) Arabidopsis Wrinkled1:stä (ArWRI1), APETALA2(AP2)-perheen TF:stä, jota pidetään kasvien lipidien biosynteesin "pääsäätelijänä" (Cernac ja Benning 2004), ilmaistuna samalla tavalla vale- ja MeJA-käsitellyissä lehdissä (tietoja ei näytetä). MeJA-induktioon reagoivien TF:ien toiminnallinen karakterisointi (taulukko 1; kuva 7) voisi mahdollisesti paljastaa granaattiomenan lehtien lipidiaineenvaihdunnan säätelyroolin.

Granaattiomena LOX(Pgr025417), jonka ilmentyminen lisääntyi jatkuvasti eksogeenisen MeJA:n levityksen jälkeen, katalysoi rasvahappojen hapettumista ja sen ennustettiin lokalisoituvan kloroplastiin (kuvat 5c ja 6). Siksi Pgr025417 on todennäköisesti mukana JA-biosynteesissä, joka tapahtuu tässä subsellulaarisessa osastossa (kuvio 6). Granaattiomenan 11 oletetusta LOX:sta 5 on sytosolisia (tyyppi I) ja 6 kloroplastisia (tyyppi II) (kuva 6b). Koska ei-JA-fytooksilipiinejä syntetisoituu sytosolissa (Ponce de Le6n et al.2015), yksi tai useampi ILOX-tyyppi voi olla vastuussa PUFA:n muuntamisesta ei-JA-fytooksilipiineiksi MeJA-induktion yhteydessä. Ottaen huomioon, että LOX(Pgr025417), jonka geeniekspressio lisääntyy jatkuvasti MeJA-käsitellyissä lehdissä, sijaitsee solunalaisessa osastossa, joka on erilainen kuin ei-JA-fytooksilipiinit, MeJA-indusoitujen ei-JA-fytooksilipiinien tuottamisesta vastaavat entsyymit ovat todennäköisiä. ei moduloitu transkriptionaalisesti.

Eksogeeninen MeJA-sovellus aiheutti transkriptiovasteita granaattiomenan lehdissä

Äskettäinen Arabidopsis-tutkimus paljasti, että monimutkainen säätelyverkosto, joka oli rikastettu MYC:llä (bHLH), eteenivastetekijällä (ERF) ja MYB-perheen TF:illä, osallistui varhaiseen MeJA-indusoituun transkriptiovasteeseen (Hickman et al. 2017). Granaattiomenahomologit ERF TF:t, mukaan lukien Pgr013499(2-h), PgrO00147(6-h) ja PgrO21504 (6-h), sekä MYB TF:iden homologit, mukaan lukien PgrO09357 (2-h) ),Pgr009366(6-h), Pgr003015(6-h) ja Pgr011269 (6-h), olivat TF:itä, joiden ilmentyminen vaihteli MeJA-käsitellyissä lehdissä, jotka kerättiin varhaisina ajankohtina. (Taulukko 1; Kuva 7). Kuten yllä on keskusteltu, maissin flavonoidin ja antosyaniinin säätelyproteiinien C1 ja P (MYB TF:t) granaattiomenahomologit ja bHLH TF osoittivat vähentynyttä ilmentymistä ja saattoivat mahdollisesti kontrolloida flavonoidien ja antosyaniinien yleistä vähenemistä. Lisäksi LOX:n (PgrO25417) promoottorialue sisältää WRKY-, MYB- ja bZIP-TF:ien sitoutumiskohtia (taulukko S7), mikä viittaa siihen, että näihin TF-perheisiin kuuluvat differentiaalisesti ekspressoituneet TF:t voisivat säädellä niitä vasteena MeJA-sovellukselle. .

MeJA-käsiteltyjen lehtien vertaileva geeniekspressio ja metaboliittianalyysi helpottaa erilaisten fenolireittien tutkimista hedelmissä

Granaattiomenan lehtien metabolisten ja transkriptiovasteiden ymmärtäminen MeJA-sovelluksessa on selvästi tärkeää kasvien terveyden ja tuottavuuden (eli hedelmätuotannon) parantamiseksi. Lisäksi MeJA-käsiteltyjen lehtien vertaileva geeniekspressio ja metaboliittianalyysi tarjoavat myös mahdollisuuden selvittää HT-, flavonoidi- ja antosyaanireittien säätelyä, joita esiintyy sekä lehti- että hedelmäkudoksissa (Bar-Ya'akov et al. 2019). ). Fenoliyhdisteet HT:t, flavonoidit ja antosyaanit vaikuttavat suuresti granaattiomenan hedelmien ihmisten terveydelle hyödyllisiin toimiin, mutta niiden tuotannon ja kertymisen hallintaa ei ole tutkittu laajasti granaattiomenassa (flavonoidit ja antosyaanit) tai missään kasvilajissa (HT:t) ). Esimerkiksi aiemmat tutkimukset MeJA:lla levitetyistä granaattiomenahedelmistä määrittelivät antosyaanien ja flavonoidien pitoisuudet hedelmissä sadonkorjuun jälkeen ilman, että olisi tutkittu näihin metaboliitteihin liittyvien rakenteellisten tai säätelevien geenien ilmentymistä (Koushesh Saba ja Zarei 2019; Garcia-Pastor et al.2020). ). Toisaalta nykyinen tutkimus paljasti TF:t (esim. MYB TF:t), jotka osoittivat erilaista ilmentymistä MeJA- ja valekäsitellyissä lehdissä, joiden ilmentymismallit olivat samankaltaisia ​​kuin HT-, flavonoidi- ja antosyaniinibiosynteettisten geenien (Kuva 7; Taulukko 1) . Nämä TF:t voivat mahdollisesti osallistua HT-, flavonoidi- ja antosyaanireittien säätelyyn, mikä edellyttää lisätutkimuksia tulevaisuudessa.

On syytä huomata, että tutkimuksemme paljasti metyloituneiden flavonoidien spesifisen lisääntymisen ja yleisen muiden flavonoidien vähenemisen MeJA:lla käsitellyissä granaattiomenan lehdissä, mikä viittaa metyloituneiden flavonoidien mahdolliseen rooliin granaattiomenan lehtien puolustamisessa taudinaiheuttajia vastaan ​​(Kuva 3; Taulukko S6). Edellinen raportti MeJA:lla käsitellyistä granaattiomenahedelmistä osoitti parantuneen flavonoidien kertymisen, vaikka vain flavonoidien kokonaispitoisuus määritettiin ilman yksittäisten flavonoidimolekyylien kvantitointia (Koushesh Saba ja Zarei 2019). Sellaisenaan MeJA:lla käsiteltyjen granaattiomenan hedelmien syvällisempi analyysi tarvitaan, jotta lehti- ja hedelmäkudoksissa tapahtuvia flavonoidimuutoksia voidaan vertailla rinnakkain. Toisin kuin antosyaanien määrä lisääntyi granaattiomenan hedelmissä MeJA-sovellusten jälkeen (Garcia-Pastor ym. 2020), antosyaniinien taso laski MeJA-käsitellyissä lehdissä (Kuva 3; Taulukko S6). Tämä ero saattaa johtua eri rooleista, joita antosyaanit näyttelevät lehti- ja hedelmäkudoksissa patogeenien hyökkäyksissä. Itse asiassa antosyaanien erilainen kertyminen lehdissä ja hedelmissä korostaa tarvetta tutkia MeJA-vasteita eri granaattiomenakudoksissa.

Päätelmät

Tutkimuksemme paljasti ainutlaatuisia metabolisia muutoksia granaattiomenan lehdissä olevissa HT:issa, flavonoideissa, antosyaniineissa ja fytooksilipiineissa, jotka laukaisi eksogeeninen MeJA-sovellus. Transkriptio- ja biokemialliset analyysit viittasivat siihen, että vaikka useiden flavonoidien ja antosyaniinien suppressio tapahtuu ainakin osittain transkription tasolla, ei-JA-fytooksilipiinien lisääntynyt biosynteesi ei todennäköisesti ole transkription hallinnassa. Tämä työ käynnistää lisätutkimuksia HT:n, flavonoidien ja antosyaanien aineenvaihdunnan säätelyarkkitehtuurista, granaattiomenan lehtien metabolisten vasteiden järjestämisestä MeJA-sovellukselle sekä roolista, joka metaboliiteilla, joilla on indusoitunut kerääntyminen, näyttelevät signalointia ja/tai suoraa kemiallista puolustusta.

Tekijän panoslausunto LC ja LT suunnittelivat tutkimuksen. LC ja WS suorittivat kokeita. LC, WS ja LT analysoivat tiedot. LC, WS ja LT kirjoittivat käsikirjoituksen. Kaikki kirjoittajat lukivat ja hyväksyivät lopullisen käsikirjoituksen.

Lisätiedot Verkkoversio sisältää lisämateriaalia, joka on saatavilla osoitteessa https://doi.org/10.1007/s00425-021-03735-9.

Kiitokset Kiitämme Panzhihuan maatalous- ja metsätieteiden akatemian kollegoita, jotka ovat toimittaneet meille tässä tutkimuksessa käytetyt granaattiomenan siemenet. Kiitämme myös tohtori Binjie Ge:tä Shanghai Chenshanin kasvitieteellisestä puutarhasta avusta tositenäytteen tunnistamisessa ja tallentamisessa.

Rahoitus Tätä työtä tukivat Shanghain kunnan tiede- ja teknologiakomissio apurahalla 14DZ2260400 ja Shanghain maisemointi- ja kaupunginilmeen hallintotoimiston tieteellisen tutkimuksen erityisrahasto apurahoilla G172403 ja G182403.

Tietojen ja materiaalien saatavuus Tämän tutkimuksen aikana luodut ja analysoidut transkriptiotietojoukot ovat saatavilla NCBI:n sekvenssilukuarkistossa (SRA) tunnuksella PRJNA600139. Tämän tutkimuksen aikana luodut ja analysoidut metaboliittien profilointitietojoukot sisältyvät tähän julkaisuun. artikkeli ja sen lisätiedostot.

Tämä artikkeli on poimittu julkaisusta Planta (2021) 254:89 https://doi.org/10.1007/s00425-021-03735-9