Déverrouiller la tolérance au stress alcalin chez les agrumes
Aperçu du porte-greffe Ziyang xiangcheng
Le stress dû à l'alcalinité entrave considérablement la croissance des plantes et affecte particulièrement les agrumes, une culture vitale dans le monde entier. Le Ziyang xiangcheng (Citrus junos Sieb. ex Tanaka) (Cj), un porte-greffe d'agrume tolérant à l'alcalinité, suscite l'intérêt pour la compréhension de ses mécanismes de résilience. Les recherches révèlent que la formation de racines latérales (LR) et les interactions hormonales, impliquant notamment le jasmonate (JA), sont des éléments clés de l'adaptation au stress. Cependant, les rôles spécifiques du JA dans le développement des racines et la réponse au stress, ainsi que la fonction de la membrane plasmique H+-ATPase dans l'adaptation des racines à l'alcalinité, sont moins bien compris. Malgré les progrès réalisés dans l'identification des voies de réponse au stress, une compréhension globale de la manière dont ces mécanismes permettent aux porte-greffes d'agrumes comme le Cj de résister au stress alcalin, en influençant les résultats du greffage et les caractéristiques du scion, reste une lacune importante de la recherche.
Le mode de plantation et les différentes performances (a) des arbres et (b) des fruits de Cj + LL et Pt + LL, et (c) les données sur la qualité des fruits, à savoir les paramètres de couleur de la peau, le poids d'un seul fruit, les solides solubles totaux et l'acide titrable de Cj + LL et Pt + LL à cinq stades de développement différents.
Fruit Research
Fruit Research a publié en ligne un article intitulé "Comprehensive analysis provides insights into Ziyang xiangcheng (Citrus junos Sieb.) tolerance of alkalinity stress" le 02 janvier 2024.
Dans cette étude, deux porte-greffes d'agrumes, Ziyang xiangcheng (Citrus junos Sieb. ex Tanaka) (Cj) et Poncirus trifoliata (Poncirus trifoliata (L.) Raf.) (Pt), et un scion d'orange navel, l'orange navel "Lane Late" (Citrus sinensis (L.) Osb.) (LL) ont été utilisés. Ces matériaux greffés Cj + LL et Pt + LL (porte-greffe + scion) ont été plantés en alternance dans un verger au sol calcaire, caractérisé par une teneur élevée en calcium (7 075,27 mg/kg) et une valeur de pH (7,88), mais des éléments minéraux (Fe, Zn, Cu, Mg et Mn) inférieurs à ceux d'un verger témoin. Les observations ont révélé que Cj + LL présentait une croissance, un rendement et une qualité de fruit supérieurs à ceux de Pt + LL, démontrant une hauteur d'arbre, un volume de canopée, une taille de fruit et un poids de fruit unique significativement plus importants. En outre, l'étude s'est penchée sur la teneur en éléments minéraux des différents tissus et a révélé que Cj + LL présentait généralement des niveaux plus élevés d'éléments minéraux et de micro-éléments, en particulier de Cu et de Fe, contrairement à Pt + LL.
Pour comprendre le mécanisme de régulation moléculaire à l'origine de ces différences phénotypiques, l'ARN-seq a été utilisé pour générer des profils de transcriptome pour les tissus des racines, des tiges et des feuilles de Cj + LL et de Pt + LL. 3 431 gènes différentiellement exprimés (DEG) ont été identifiés entre Cj + LL_root et Pt + LL_root, indiquant une ressource différentielle majeure entre Cj + LL et Pt + LL. Les analyses d'enrichissement ont permis d'identifier des processus et des voies biologiques clés, notamment la biosynthèse des flavonoïdes, la transduction du signal des hormones végétales et le métabolisme du glutathion, soulignant l'interaction complexe des gènes impliqués dans la réponse au stress, l'absorption des nutriments et le développement. De nombreux DEG liés à la biosynthèse de la lignine ont également été identifiés, plusieurs gènes clés de la biosynthèse de la lignine étaient tous régulés à la baisse dans la racine Cj + LL_root, et la teneur en lignine dans la racine Cj + LL était significativement inférieure à celle de la racine Pt + LL, tant dans les tissus racinaires que dans les tissus foliaires. Par conséquent, la biosynthèse de la lignine peut jouer un rôle important dans la réponse au stress alcalin.
L'étude a notamment mis en évidence le rôle crucial du jasmonate (JA) dans la tolérance au stress alcalin, les gènes clés des voies de transduction du signal JA étant régulés à la hausse dans Cj + LL. La teneur en JA était notablement plus élevée dans Cj + LL, ce qui correspond à une tolérance accrue au stress alcalin, comme le montrent les expériences de traitement au JA exogène qui ont amélioré la résistance au stress des plantules Cj. En outre, l'analyse des hormones végétales a révélé des différences dans les teneurs en ABA et en IAA entre les porte-greffes, ce qui implique davantage la dynamique des hormones végétales dans les réponses au stress observées.
L'étude conclut que le JA, ainsi que les voies métaboliques et de transduction des signaux qui lui sont associées, joue un rôle central dans la médiation de la tolérance au stress alcalin chez les agrumes, en influençant la formation des racines latérales, la biosynthèse de la lignine et le piégeage des espèces réactives de l'oxygène. Ces résultats soulignent l'importance de comprendre les mécanismes génétiques et moléculaires qui sous-tendent la tolérance des porte-greffes aux stress environnementaux, offrant ainsi des stratégies potentielles pour améliorer la culture des agrumes dans des conditions de sol difficiles.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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