Entschlüsselung der Stresstoleranz gegenüber Alkalität bei Zitrusfrüchten
Einblicke in die Ziyang Xiangcheng-Unterlage
Alkalinitätsstress beeinträchtigt das Pflanzenwachstum erheblich, insbesondere bei Zitrusfrüchten, einer weltweit wichtigen Kulturpflanze. Ziyang xiangcheng (Citrus junos Sieb. ex Tanaka) (Cj), eine alkalitastolerante Zitrusunterlage, weckt das Interesse am Verständnis ihrer Resilienzmechanismen. Die Forschung zeigt, dass die Bildung von Seitenwurzeln (LR) und hormonelle Interaktionen, insbesondere unter Beteiligung von Jasmonat (JA), für die Stressanpassung entscheidend sind. Die spezifische Rolle von JA bei der Wurzelentwicklung und der Stressreaktion sowie die Funktion der H+-ATPase der Plasmamembran bei der Anpassung der Wurzel an die Alkalität sind jedoch weniger bekannt. Trotz der Fortschritte bei der Identifizierung von Stressreaktionswegen bleibt ein umfassendes Verständnis darüber, wie diese Mechanismen Zitruswurzelunterlagen wie Cj befähigen, Alkalinitätsstress zu widerstehen, und wie sie die Veredelungsergebnisse und die Eigenschaften der Edelreiser beeinflussen, eine bedeutende Forschungslücke.
Die Pflanzungsart und die unterschiedliche Leistung von (a) Bäumen und (b) Früchten von Cj + LL und Pt + LL und (c) die Fruchtqualitätsdaten von Schalenfarbparametern, Einzelfruchtgewicht, gesamtlöslichem Feststoff und titrierbarer Säure von Cj + LL und Pt + LL in fünf verschiedenen Entwicklungsstadien.
Fruit Research
Fruit Research veröffentlichte am 02. Januar 2024 online eine Arbeit mit dem Titel "Comprehensive analysis provides insights into Ziyang xiangcheng (Citrus junos Sieb.) tolerance of alkalinity stress".
In dieser Studie wurden zwei Zitrus-Unterlagen, Ziyang xiangcheng (Citrus junos Sieb. ex Tanaka) (Cj) und Poncirus trifoliata (Poncirus trifoliata (L.) Raf.) (Pt) und ein Nabelorangenableger, 'Lane Late' Nabelorange (Citrus sinensis (L.) Osb.) (LL), wurden verwendet. Diese veredelten Materialien Cj + LL und Pt + LL (Unterlage + Edelreiser) wurden abwechselnd in einen Obstgarten mit kalkhaltigem Boden gepflanzt, der sich durch einen hohen Kalziumgehalt (7.075,27 mg/kg) und einen hohen pH-Wert (7,88) auszeichnete, aber im Vergleich zu einem Kontrollgarten weniger Mineralstoffe (Fe, Zn, Cu, Mg und Mn) enthielt. Die Beobachtungen ergaben, dass Cj + LL ein besseres Wachstum, einen höheren Ertrag und eine bessere Fruchtqualität aufwies als Pt + LL, mit einer deutlich größeren Baumhöhe, einem größeren Kronenvolumen, einer größeren Fruchtgröße und einem höheren Gewicht der Einzelfrucht. Darüber hinaus untersuchte die Studie den Gehalt an Mineralelementen in verschiedenen Geweben und stellte fest, dass Cj + LL im Allgemeinen höhere Gehalte an Mineralelementen und Mikroelementen, insbesondere Cu und Fe, aufwies als Pt + LL.
Um den molekularen Regulationsmechanismus hinter diesen phänotypischen Unterschieden zu verstehen, wurden mit Hilfe von RNA-seq Transkriptom-Profile für die Wurzel-, Stamm- und Blattgewebe von Cj + LL und Pt + LL erstellt. Es wurden 3.431 differentiell exprimierte Gene (DEGs) zwischen Cj + LL_Wurzel und Pt + LL_Wurzel identifiziert, was auf eine bedeutende differentielle Ressource zwischen Cj + LL und Pt + LL hinweist. Anreicherungsanalysen identifizierten biologische Schlüsselprozesse und -wege, einschließlich der Flavonoidbiosynthese, der Signalübertragung von Pflanzenhormonen und des Glutathionstoffwechsels, was das komplexe Zusammenspiel von Genen unterstreicht, die an der Stressreaktion, der Nährstoffaufnahme und der Entwicklung beteiligt sind. Es wurden auch viele DEGs identifiziert, die mit der Ligninbiosynthese in Verbindung stehen. Mehrere Schlüsselgene für die Ligninbiosynthese waren in Cj + LL_root herunterreguliert, und der Ligningehalt in Cj + LL war sowohl im Wurzel- als auch im Blattgewebe deutlich niedriger als in Pt + LL. Daher könnte die Ligninbiosynthese eine wichtige Rolle bei der Reaktion auf Alkalinitätsstress spielen.
Die Studie hob insbesondere die entscheidende Rolle von Jasmonat (JA) bei der Toleranz gegenüber Alkalinitätsstress hervor, wobei Schlüsselgene in den JA-Signaltransduktionswegen in Cj + LL hochreguliert waren. Der JA-Gehalt war in Cj + LL deutlich höher, was mit einer erhöhten Toleranz gegenüber Alkalinitätsstress korreliert, wie Experimente mit exogener JA-Behandlung zeigten, die die Stressresistenz von Cj-Sämlingen verbesserte. Darüber hinaus ergab die Analyse der Pflanzenhormone Unterschiede im ABA- und IAA-Gehalt zwischen den Wurzelstöcken, was einen weiteren Hinweis auf die Dynamik der Pflanzenhormone bei den beobachteten Stressreaktionen liefert.
Die Studie kommt zu dem Schluss, dass JA zusammen mit den damit verbundenen Stoffwechsel- und Signaltransduktionswegen eine zentrale Rolle bei der Vermittlung von Toleranz gegenüber Alkalinitätsstress bei Zitrusfrüchten spielt, indem es die Bildung von Seitenwurzeln, die Ligninbiosynthese und den Abbau von reaktiven Sauerstoffspezies beeinflusst. Diese Ergebnisse unterstreichen die Bedeutung des Verständnisses der genetischen und molekularen Mechanismen, die der Toleranz der Wurzelstöcke gegenüber Umweltstress zugrunde liegen, und bieten potenzielle Strategien zur Verbesserung des Zitrusanbaus unter schwierigen Bodenbedingungen.
Hinweis: Dieser Artikel wurde mit einem Computersystem ohne menschlichen Eingriff übersetzt. LUMITOS bietet diese automatischen Übersetzungen an, um eine größere Bandbreite an aktuellen Nachrichten zu präsentieren. Da dieser Artikel mit automatischer Übersetzung übersetzt wurde, ist es möglich, dass er Fehler im Vokabular, in der Syntax oder in der Grammatik enthält. Den ursprünglichen Artikel in Englisch finden Sie hier.
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