γ-Valaktoon bevorder die groei van tamatiesaailinge via transkriptoom- en planthormoonveranderinge | Plant Molekulêre Biologie

Om die landbou se afhanklikheid van chemiese kunsmisstowwe te verminder, groei belangstelling in nuwe soorte kunsmisstowwe. Essensiële verbindings wordbelowende groeibevorderaars.Gamma-valaktoon, 'n vlugtige organiese verbinding wat deur *S. stearothermiae* NRCB010 geproduseer word, het getoon dat dit tamatiesaailinggroei onder steriele toestande bevorder. Daarom het ons die effekte van verskillende konsentrasies gamma-valaktoon op tamatiesaailinggroei onder hidroponiese en kweekhuistoestande ondersoek, en ook die ooreenstemmende veranderinge in transkripsie- en hormoonvlakke ondersoek. Die resultate het getoon dat gamma-valaktoonbehandeling tamatiesaailinggroei aansienlik bevorder het, met optimale konsentrasies van onderskeidelik 100 mg/L en 250 mg/L onder hidroponiese en kweekhuistoestande. Die inhoud van IAA-aspartiensuur, IAA-glutamiensuur,indool-3-asetamied, indool-3-asetonitriel, indool-3-bottersuur en gibberellien in blare, stingels en wortels het aansienlik toegeneem. Transkripoomanalise het aan die lig gebring dat na 6 uur se γ-valerolaktoonbehandeling die aantal differensieel uitgedrukte gene (DEG's) met verhoogde uitdrukking die aantal gene met verminderde uitdrukking oorskry het; die teenoorgestelde situasie is egter na 24 uur se behandeling waargeneem. γ-valerolaktoon kan tamatiesaailinggroei bevorder deur meganismes soos fotosintese, planthormoonseintransduksie en sekondêre metabolietbiosintese. Hierdie studie bied 'n teoretiese basis vir die toepassing van γ-valerolaktoon as 'n nuwe plantgroeireguleerder en lê die grondslag vir die ontwikkeling van hoogs effektiewe en omgewingsvriendelike landboubiostimulante.

Morfologiese, transkriptomiese en hormonale ontledings het getoon dat γ-valerolaktoon die groei van tamatiesaailinge verbeter en hormoonvlakke verhoog.
Basu A, Prasad P, Das SN, Kalam S, Syed RZ, Reddy MS, El Enshasy H (2021) Plantgroeibevorderende risosfeerbakterieë (PGPR) as omgewingsvriendelike bio-inentings: onlangse vooruitgang, beperkings en vooruitsigte. Sustainability 13(3): 1140
Campobenedetto S, Mannino G, Bickwilder J, Contartesse V, Karlova R, Bertea CM (2021) Toediening van tannien-gebaseerde biostimulante beïnvloed tamatiewortelstruktuur en verbeter souttoleransie. Sci Rep 11(1):354
Cao Hong, Gong Hong, Song Tao, Yu Ming, Pan Xin, Yu Juan, Qi Zhi, Du Yan, Liu Yan (2022) Die adapterproteïen UvSte50 reguleer die patogenisiteit van *Ustilago maydis* deur die MAPK-seinweg. *Acta Mycologica Sinica* 8(9):954
Castiglione AM, Mannino G., Contartesse V., Bertea CM, Ertani A. (2021) Mikrobiese biostimulante om aan die behoeftes van moderne landbou te voldoen: samestelling, funksies en toepassings van hierdie innoverende produkte. Plants-Basel 10(8):1533.
Chandel SS, Sharma KD (2023) Afregulering van gene vir koolhidraatmetabolisme-roetes onder hoë temperatuurstres het gelei tot verminderde sukrose- en styselinhoud in kekerertjieblare. Verrigtinge van die Indiese Akademie vir Wetenskappe 46(5):445–449
Chen K, Li GJ, Bressan RA, Song CP, Zhu JQ, Zhao Y (2020a) Dinamika, seintransduksie en funksie van absisiensuur in plante. J Integr Plant Biol 62(1):25–54
Chen S, Zhao Y, Zhao H, Chen S (2020b) Identifikasie van vermeende lignienbiosintetiese gene in berk. Houtstruktuur en -funksie 34(5):1255–1265
Ding Z, Yao Y, Yao K, Hou H, Zhang Z, Huang Y, Wang S, Liao W (2024) SlSERK3B bevorder groei en ontwikkeling van tamatiesaailinge deur fotosintetiese kapasiteit te reguleer. Internasionale Tydskrif vir Molekulêre Wetenskappe 25(2):1336
Geng Peng, Zhang Shuai, Liu Jie, Zhao Chao, Wu Jun, Cao Yong, Fu Chao, Han Xin, He Hui, Zhao Qiang (2020) MYB20, MYB42, MYB43 en MYB85 reguleer fenielalanien en lignienbiosintese tydens sekondêre 1-selwandvorming] Acta Physiologica Sinica 182(3):1272–1283
Guo Z, Chen Y, Wu D, Du Y, Wang M, Liu Z, Chu J, Yao S (2022) Transkriptoomanalise onthul 'n sleutelrol van eksogene brassinolide in die alkaloïed-biosintetiese pad van Pinellia ternata. Internasionale Tydskrif vir Molekulêre Wetenskappe 23(18):10898
Gupta K, Wani SH, Razak A, Skalicki M, Samantara K, Gupta S, Pandita D, Goel S, Grewal S, Heynak V, Shiv A, El-Sabrout AM, Elansari HO, Alaklabi A, Brestik M (2022) Absisiensuur: die rol daarvan in vrugontwikkeling en -rypwording. Front Plant Sci 13:817500
Hildebrandt TM, Nesi AN, Araujo VL, Brown HP (2015) Aminosuurkatabolisme in plante. Mol Plant 8(11):1563–1579
Horvath IT, Mehdi H, Fabos V, Boda L, Mika LT (2008) γ-velolaktoon: 'n volhoubare energie- en koolstofbevattende chemiese vloeistof. Green Chem 10(2):238–242
Khalid F, Rashid Y, Asif K, Ashraf H, Maqsood MF, Shahbaz M, Zulfiqar U, Sardar R, Haider FW (2024) Plantbiostimulante: meganismes en toepassings vir die verbetering van plantaanpassing aan abiotiese stres. Journal of Soil Science and Plant Nutrition 24:6641–6690

Kishore PBK, Tiozone RN Jr, Fernie AR, Srinivasulu N (2022) Absisiensuur en die rol daarvan in die regulering van plantgroei, ontwikkeling en opbrengsstabiliteit. Trends in Plant Science 27(12):1283–1295
Kumar K, Raina SK, Sultan SM (2020) Arabidopsis MAPK-seinweg en die interaksies daarvan in reaksie op abiotiese stres. Journal of Plant Biochemistry and Biotechnology 29(4):700–714
Lee D, Yeon YJ (2020) Sintese van (R)-γ-valeraat vanaf levuliensuur via 'n enantioselektiewe chemo-ensiematiese metode. Process Biochem 90:113–117
Li F, Wu C, Liao B, Yu K, Ho Y, Meng L, Wang S, Wang B, Du M, Tian X, Li Z (2022) Tiadisolien bevorder katoenblaarafsnyding deur komplekse interaksies tussen etileen, ouksien en sitokinien te reguleer. Internasionale Tydskrif vir Molekulêre Wetenskappe 23(5):2696
Li J, Min S, Luo Q, Abdoulaye AH, Zhang S, Huang W, Zhang R, Chen Y (2023a) Molekulêre karakterisering van die GH3-familie in lusern onder abiotiese stres. Gene 851:146982
Li Yan, Han Shuai, Qi Yong (2023b) Navorsingsvordering oor die struktuur en funksies van plant-ouksienresponsfaktore. Journal of Integrative Plant Biology 65(3):617–632
Ma X, Zhang Y, Tureckova V, Xue GP, Ferney AR, Müller-Robert B, Balazadeh S (2018) Die NAC-transkripsiefaktor SlNAP2 reguleer tamatieblaarveroudering en vrugte-opbrengs. Acta Physiologica Sinica 177(3):1286–1302.
Machik M., Gryta A., Frack M. (2020) Landbou-biobemestingstowwe: konsepte, strategieë en impak op grondmikroörganismes. Progress in Agriculture 162:31–87
Moshinets OV, Babenko LM, Rogalsky SP, Jungin OS, Foster J, Kosakiwska IV, Potters G, Spears AJ (2019) het die potensiaal getoon om plantgroei en saadopbrengs te verbeter deur winterkoringsaad voor te behandel met die bakteriese kworum-waarnemingssein N-heksanoiel-L-homoserienlaktoon (C6-HSL). PLoS ONE 14(2):e0209460
Müller M. (2021) Vyand en vriend ononderskeibaar: interaksies van absisiensuur en etileen onder abiotiese stres. Plants-Basel 10(3):448
Moon HI, Kwon MK, Lee NR, Song SY, Song DH, Lee CH (2021) het metaboliete en funksionele eienskappe van verskillende tamaties vergelyk deur massaspektrometrie-gebaseerde metabolomika te gebruik. Front Nutr 8:659646
Ning Yi, Ding Yongkang, Chang Yonghong, Zhang Shuai, An Haiming, Fu Yongjun (2023) Lae konsentrasies metieljasmonaat bevorder die groei van Podocarpus macrophyllus deur 'n balans tussen planthormoonseintransduksie en triterpenoïedsintese. Plant Growth Regulation 101(1):187–199
Pavlovich PV, Koshy P (2022) Verskille in geenekspressievolgorde: analise van RNA-volgorde-data. Methods Mol Biol (Clifton NJ) 2508:279–318
Prisa D, Fresco R, Spagnuolo D (2023) Toepassing van mikrobiese biobemestingstowwe in gewasproduksie en weerstandsverbetering: 'n oorsig. Agric Basel 13(9):1666
Ren Feng, Liu Ning, Gao Bing, Shen Hui, Li Shuai, Li Li, Zheng Dan, Shen Wei, Gao Ning (2024) Identifisering van vlugtige organiese verbindings in *Stenotrophomonas stearothermiae* vir die verbetering van kolonisasie en die bevordering van groei van tamatiesaailinge. Journal of Applied Microbiology 135(10):lxae248
Ullah S, Schmidt A, Reichelt M, Tsai SJ, Gershenzon J (2022) Geen antagonistiese interaksie bestaan ​​tussen salisielsuur- en jasmonsuur-seinweë in populier nie. New Botanist 235(2):701–717
Wang Zhiqiang, Gou Xiaodong (2020) Reseptoragtige proteïenkinases is stroomop van MAPK's geleë in die regulering van plantontwikkeling. Internasionale Tydskrif vir Molekulêre Wetenskappe 21(20):7638
Wang Chao, Zhang Jie, Li Jie, Xie Jun, Chai Qiang (2024) Eksogene metieljasmonaat reguleer endogene hormoonsintese in hidroponies gekweekte preie om hul groei en fotosintese te bevorder. Horticultural Science 327:112861
Young T, Davis PJ, Reid JB (1996) Genetiese analise van die relatiewe rolle van ouksien en gibberellien in die regulering van ertjiestingelverlenging onder volle lig. Acta Physiologica Sinica 110(3):1029–1034
Yu Z, Zhang F, Friml J, Ding Z (2022) Ouksien-seintransduksie: navorsingsvordering oor die afgelope 30 jaar. J Integr Plant Biol 64(2):371–392

Zhang Hua, Zheng Dan, Hu Chao, Cheng Wei, Lei Peng, Xu Hui, Gao Ning (2023) Pseudomonas NRCB010-metaboliete induseer spesifieke tamatieworteleksudate om risosfeerkolonisasie te verbeter. 13(5):664
Zhou Chao, Li Shuai, Zheng Yong, Lei Peng, Chen Yong, Ying Hua, Gao Ning (2022) 'n Hoë-energie fosfaatverbinding bevorder blaarslaaigroei deur fotosintese, groei en die indusering van prosesse wat verband hou met sistemiese stabiliteit te verbeter. Journal of Soil Science and Plant Nutrition 22(2):1955–1969
Zhou X, Shen H, Yan X, Ma X, Leng J, Sun Y, Gao N (2024a) Asetoïen bevorder plantgroei en verlig soutstres in blaarslaai-saailinge deur metaboliese weë te aktiveer. Plants-Basel 13(23):3312
Zhou Chao, Zheng Yong, Leng Jun, Ma Chao, Niu Hui, Chen Yong, Ying Hui, Gao Ning (2024b) Effekte van eksogene kadaverienfosfaat op groei, fotosintese en geenekspressie in blaarslaai-saailinge. Chinese Tydskrif vir Grondwetenskap en Plantvoeding 24(1):537–546
Ons betuig ons opregte dank aan die Hoëprestasie-rekenaarsentrum van die Nanjing Universiteit van Tegnologie vir die verskaffing van rekenaarhulpbronne.
Hierdie navorsing is ondersteun deur die Nasionale Natuurwetenskapstigting van China (32172673 en 31972503) en die Projek van die Studente-innovasie- en Entrepreneurskap-opleidingsplatform van die Nanjing Universiteit van Tegnologie (2025DC0047, 2025DC1680, 2025DC1682).
Departement Biotegnologie en Farmaseutiese Ingenieurswese, Nanjing Universiteit van Tegnologie, Nanjing 211816, China
Jiangsu Provinsiale Sleutellaboratorium vir Atmosferiese Omgewingsmonitering en Besoedelingsbeheer, Samewerkende Innovasiesentrum vir Atmosferiese Omgewing en Toerustingtegnologie, Skool vir Omgewingswetenskap en Ingenieurswese, Nanjing Universiteit van Inligtingwetenskap en Tegnologie, Nanjing 210044, China
Konseptualisering, Shanshan Li; Datakurasie: Xiyue Sha, Shanshan Li, Hui Shen; Formele ontleding, Fangfang Ren en Xin Tao; Befondsingsverkryging: Nan Gao, Weiye Chen, Xiyue Sha en Zhuorui Li; Metodologie, Fangfang Ren en Weiye Chen; Projekadministrasie, Nan Gao; Skryfwerk – oorspronklike konsep, Fangfang Ren en Hui Shen; Skryf, hersien en redigeer: Weishou Shen, Hui Shen en Nan Gao.
Springer Nature bly neutraal met betrekking tot territoriale eise en institusionele affiliasies in gepubliseerde kaarte.
Springer Nature of sy lisensiehouers (bv. verenigings of ander vennote) hou eksklusiewe kopiereg in hierdie artikel in ooreenstemming met publikasie-ooreenkomste met die outeurs of ander kopiereghouers; selfplasing van aanvaarde manuskripweergawes van hierdie artikel deur outeurs is geheel en al onderhewig aan die bepalings van sodanige publikasie-ooreenkomste en toepaslike wetgewing.