ميثيل جاسمونات يزيل التانين المميز القابل للتحلل ، الفافونويد ، واستجابات فيتو أوكسيليبين في أوراق الرمان (بونيكا جراناتوم إل) الجزء 2

الرجاء التواصلoscar.xiao@wecistanche.comللمزيد من المعلومات

تم تحويل الدهون إلى أحماض دهنية حرة وأوكسيليبينات نباتية في أوراق الرمان المعالجة بـ MeJA

إلى جانب الفلافونويد والأنثوسيانين ، كانت التغيرات في جزيئات الدهون واضحة أيضًا في أوراق الرمان عند 72- ساعة بعد تحريض MeJA (الشكل 5 أ). من بين 102 من المستقلبات المتراكمة تفاضليًا ، كان 23 منها دهونًا أو أحماض دهنية أو أكسيليبينات نباتية (الجدول S6). 1) أيزومر ، MAG (18: 3) أيزومر 4 ،جالاكتوزيلأحادي الجلسرين (DGMG) (18: 2) أيزومر ، DGMG (18: 2) أيزومر 2 ، DGMG (18: 2) iso-mer3 ،أحادي الجالاكتوزيلأحادي الجلسرين (MGMG) (18: 2) أيزومرات ، و MGMG (18: 2) أيزومر 2 ، انخفض بنسبة 3-5 طيات عندما تم تطبيق MeJA على الأوراق (الشكل 5 أ ، الجدول S6). أظهر 0 و 18: 1 زيادة مضاعفة في الأوراق المعالجة بـ MeJA (الجدول S6).

الرجاء الضغط هنا لمعرفة المزيد

رفع تطبيق MeJA الخارجي مستويات JA و isoleucine (JA-Ile) بمقدار 4. 3- أضعاف و 2. 8- أضعاف ، على التوالي ، في أوراق الرمان (الجدول S6). مختلف غير JAأكسيليبينات فيتو، بما في ذلك هيدروبيروكسيدات الأحماض الدهنية ، والأحماض الدهنية الإيبوكسي ، والأحماض الدهنية الهيدروكسي ، والأحماض الدهنية كيتو ، وأسيتيلنيكالأحماض الدهنية ، التي زادت بشكل ملحوظ في الأوراق المعالجة بـ MeJA (الشكل 5 أ ، الجدول S6). لوحظ أيضًا تراكم معزز لحمض البونيك ، وهو PUFA (18: 3) المتوفر بكثرة في زيت بذور الرمان ، في الأوراق المعالجة بـ MeJA (الجدول S6).

الشكل 3 تم تغيير مستويات الفلافونويد والأنثوسيانين عليهاالميثيلتطبيق jasmonate (MeJA). يتم تلوين المستقلبات ذات التراكم المتزايد والمنخفض وغير المتغير بشكل ملحوظ (عتبة ذات شقين) في أوراق الرمان المعالجة بـ MeJA مقارنةً بعناصر التحكم التي تمت معالجتها بالصورة ، والتي يتم حصادها في 72- ساعة بعد المعالجة ، باللون الأخضر والأحمر ، والأزرق على التوالي. يتم عرض الوسائط الوسيطة للمسار التي لم يتم اكتشافها في التحليل الطيفي الكتلي للكروماتوجرافيا السائلة بالرش الكهربائي باللون الأسود. تشير الأسهم المتقطعة إلى خطوات تفاعل متعددة.

التوصيف الكيميائي الحيوي لمادة LOX المرشحة لتعديل الأحماض الدهنية في أوراق الرمان المعالجة بـ MeJA

لاستكشاف الجينات الأيضية التي تشارك في تناوب استقلاب الأحماض الدهنية نحو Phyto-oxylipins ، تم تحليل نسخ أوراق الرمان المعالجة بالحمضيات و MeJA من أجل DEGs التي تم شرحها على شكل ليباز أو LOXs. أظهر اثنان من جينات الليباز Pgr004895 و Pgr001125 تعبيرًا محسنًا في 24- نصوص العلاج بعد MeJA وتم التأكيد على زيادة التعبير بشكل ملحوظ عن طريق تحليل qPCR في الوقت الفعلي (الشكل 5 ب). من ناحية أخرى ، أظهر الليباز Pgr024441 تعبيرًا منخفضًا في تحليل النسخ ، والذي لم يكن مدعومًا بنتيجة qPCR في الوقت الفعلي (الشكل 5 ب). ومن المثير للاهتمام ، أن التعبير المرتفع لـ Pgr025417 ، وهو LOX المفترض ، قد لوحظ في نسخ الأوراق المجمعة في 2- ساعة و 6- ساعة و 24- ساعة و 72- ساعة بعد معالجة MeJA (الشكل S1). أشار تحليل qPCR في الوقت الفعلي أيضًا إلى زيادة التعبير باستمرار عن Pgr025417 ، بدءًا من 4- إلى 20- أضعاف ، في الأوراق التي تم جمعها من 2 إلى 72- ساعة بعد علاج MeJA (الشكل 5 ج).

يمكن أن يحسن القدر من المناعة

لتحديد ما إذا كان LOX المفترض (Pgr 0 25417) متورطًا في زيادة إنتاج Phyto-oxylipin في الأوراق المعالجة بـ MeJA ، تم فحص تسلسلها ونشاطها. عندما تم تحليل تسلسل الأحماض الأمينية لـ Pgr025417 ، تم العثور على بقايا His و Asn و Ile التي تتوافق مع تلك التي تنسق ذرة الحديد في الموقع النشط لفول الصويا LOX L -1 (مينور وآخرون 1996) في Pgr025417 (الشكل 6 أ). بالإضافة إلى ذلك ، من المتوقع أن يتم ترجمة PgrO25417 إلى البلاستيدات الخضراء (احتمال احتمال 0.9096) مع شق ببتيد الإشارة بين 64 و 65 أأ (الشكل 6 أ). من بين 11 LOXs مفترضة (786 aa إلى 970 aa) تم تحديدها في جينوم الرمان المشروح ، من المتوقع أن تكون 5 LOXs أخرى: Pgr025413 و Pgr025418 و Pgr009839 و Pgr016852 و Pgr013780 عبارة عن بلاستيك كلوروبلاستيك إلى جانب Pgr025417s ومجموعة نباتات أخرى من النوع الثاني L (الشكل 6 ب). ومن المثير للاهتمام ، أنه بينما يتم تجميع Pgr008562 و Pgr025678 و Pgr018982 و PgrO18980 مع نوع I LOXs ثنائي الفلقة. Pgr020032 أكثر ارتباطًا بالنوع الآخر ILOXs (الشكل 6 ب). لتحديد النشاط الأنزيمي لـ PgrO25417 ، تم تقييم البروتين المؤتلف (906 أأ ، ~ 102 كيلو دالتون ؛ الشكل 6 ج) باستخدام حمض اللينوليك كركيزة. تم إنتاج المنتجات المؤكسدة لحمض اللينوليك بواسطة Pgr025417 كما يتضح من امتصاص أكبر عند 598 نانومتر عند وجود كميات متزايدة من البروتين المؤتلف في خليط التفاعل (الشكل 6 د).

استجابة نسخية لتطبيق MeJA الخارجي في أوراق الرمان

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 ، المعدل 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="">

لتقييم تنظيم النسخ للجينات المرشحة التي قد تعمل في تعديل مسارات الفلافونويد والأحماض الدهنية / Phyto-oxylipin عند تحريض MeJA ، تم التنبؤ بمواقع ربط TF في مناطق المروج للجينات المرشحة باستخدام PlantRegMap (Tian et al.2020) مع تم تحديد TFs bioinformically من Eucalyptus Grandis ، والتي ترتبط ارتباطًا وثيقًا بالرمان في Myrtales (الجدول S7). بالنسبة لـ PgrO25417 (LOX المفترض) ، تم تحديد 80 موقع ربط لـ 65 TFs ، بما في ذلك مواقع الربط الوفيرة لـ MYB (10 مواقع TFs.15) و WRKY (11 TFs ، 18 موقعًا) ، ولكن بدون مواقع ربط لأصابع الزنك ثنائية القطب TFs (الجدول) S7). نظرًا لأن CHS و CHI يتم وضعهما عند نقطة دخول مسارات التخليق الحيوي للفلافونويد والأنثوسيانين وأظهروا تعبيرًا جينيًا منخفضًا في تحليلات النسخ والوقت الحقيقي qPCR (الشكلان S1 و 4) ، ومروجو CHS المفترض (Pgr005566) و CHI (Pgr025966) تم أيضًا تحليل مواقع ربط TF المفترضة. بالنسبة للمعيار الأساسي الإنساني ، هناك 104 موقع ربط لـ 76 صندوق تمويل ، مع MYB (20 TFs ، 23 موقعًا) و LH (13 TFs ، 23 موقعًا) هي أكثر الصناديق وفرة (الجدول S7). بالنسبة لـ CHI ، هناك 93 موقع ربط لـ 78 TFs ، مع bHLH (16 TFs ، 23 موقعًا) و WRKY (13 TFs ، 13 موقعًا) هي أكثر TFs وفرة (الجدول S7).

مناقشة

تشير التغييرات الأيضية الفريدة الناتجة عن تطبيق MeJA الخارجي إلى وظائف HTs و flavones / flavonols الميثيلين و Phyto-oxylipins في استجابة الرمان لـ MeJA.

تلعب MeJA دورًا واضحًا في إثارة استجابات الإجهاد في النباتات (Cheong and Choi 2003). تم إحداث تراكم اثنين من المركبات الوسيطة في مسار HT -جلوكوجالين وخماسي-جالويل جلوكوز في الأوراق عند 30- ساعة بعد تطبيق MeJA (الشكل 2 ب) ، مما يشير إلى أنها تعمل استجابة للضغوط اللاأحيائية والحيوية في البيئة. تؤكد هذه النتيجة أيضًا وظيفة HTs في حماية الرمان من الضغوط اللاأحيائية في أنسجة قشور الفاكهة (شوارتز وآخرون 2009 ؛ حبشي وآخرون 2019). بالتوافق مع الارتفاع في تراكم مستقلب HT ، أظهرت جينات المسار التخليقي الحيوي shikimate و HT أيضًا تعبيرًا متزايدًا (الشكل 1). أشار التوصيف الكيميائي الحيوي السابق لأربعة أشكال إسوية من العنب (Vitis vinifera) إلى أن VvSDH3 و VySDH4 فقط يمكنهما إنتاج حمض الغال من 3- dehydroshikimate (Bontpart et al.2016). وفقًا لتحليلاتنا النصية والوقت الفعلي qPCR ، أظهر PgSDH 3_1 و PgSDH 3_2 ، متماثلات WvSDH3 ، ولكن ليس PgSDH4 ، وهو متماثل لـ VSDH4 ، تعبيرًا مستحثًا بواسطة MeJA (الشكلان S1 و 1) . تشير هذه الملاحظة إلى أن PgSDH 3_1 و PgSDH 3_2 متورطان على الأرجح في تركيب HTs استجابةً لمعاملة MeJA والضغوط البيئية. بالإضافة إلى ذلك ، فإن التعبير المحسن عن PgUGT8423 و PgUGT84A24 ، اللذين يشفران الإنزيمات التي تحفز الخطوة الملتزمة بالتخليق الحيوي HT ، من خلال تطبيق MeJA يدعم دور HTs في الاستجابة للضغط.

في 72- ساعة بعد تحريض MeJA ، تم العثور على قمع شامل للفلافونويد والأنثوسيانين في أوراق الرمان (الشكل 3 ؛ الجدول S6) ، وهو ما يتعارض مع زيادة تراكم هذه المركبات التي لوحظت في العديد من النباتات الأخرى (Pandey et 2016 ؛ دي جيتر وآخرون 2012 ؛ شفيق وآخرون 2011 ؛ فلوريس ورويز ديل كاستيلو 2014 ؛ بورتو وآخرون 2015). ومع ذلك ، فقد تراكمت ثلاث مركبات فلافون وفلافانول ميثيل: ثنائي أو ميثيل كيرسيتين ، وبيع 5- سداسي أكسيد الكبريت ، وكريسو-ريول أو-هكسوسيل-أو-هكسوسيد عند مستوى أعلى على الرغم من تقليل السلائف التخليقية غير الميثيلية (الشكل 3 ، الجدول S6). يتم إفراز كيرسيتين أحادي وثنائي الأكسجين الميثيل من ترايخومات الأنواع الباذنجانية وقد اقترح للعمل في الدفاع عن النبات ، ربما بطريقة خاصة بالأنواع （Wollenweber and Dörr 1995 ؛ روضة وآخرون 2003). وقد تبين أيضًا أن جليكوسيدات الكريزوبيريل واللوتولين والأبيجينين تمنع تغذية الحيوانات العاشبة المائية على أوراق البوتاموجيتون لوسينز (عشب البركة) في الاختبارات المختبرية (إيرهارد وآخرون ، 2007). التراكم الناجم عن الميثيلالفلافون / الفلافونولفي أوراق الرمان تشير إلى أنها قد تلعب دورًا في استجابة الإجهاد التي أثارتها MeJA ، ولها آثار على الدفاع ضد الجروح ومسببات الأمراض والحيوانات العاشبة في هذا النوع من الأشجار.

إلى جانب HTs والفلافونويد والأنثوسيانين ، تضمنت التغييرات الأيضية الإضافية الملحوظة تعبئة الأحماض الدهنية الحرة من الدهون والتخليق الحيوي لأوكسيليبينات Phyto-oxylipins في 72- ساعة بعد تطبيق MeJA (الشكل 5 أ). تشير الزيادة بمقدار ثلاثة أضعاف في حمض البونيك (18: 3 ، رابطة الدول المستقلة -9 ، عبر -11 ، رابطة الدول المستقلة -13) عند تحريض MeJA إلى دور محتمل لهذا PUFA مع نظام رابطة مزدوجة مترافقة ثلاثية في إشارات الإجهاد أو الدفاع الكيميائي المباشر لنباتات الرمان (الجدول S6). يشير التخفيض المتزامن لـ MAG و MGMG و DGMG أيضًا إلى أن حمض البونيك يمكن أن يكون مترافقًا بشكل معتاد مع هذه الجلسرين في أوراق الرمان (الشكل 5 أ ، الجدول S6). من أكسيليبينات النباتية ، يمكن أن يكون الارتفاع في JA و JA-Ile في أوراق الرمان المعالجة بـ MeJA ناتجًا عن إزالة ميثيل MeJA المطبق خارجيًا لتكوين JA ، والذي يتم تحويله لاحقًا إلى JA-Ile (الجدول S6) (Stuhlfelder et al .2004). قد يشير أيضًا إلى أن MeJA يمكن أن ينظم مباشرة التخليق الحيوي لـ JA ومشتقاته في الرمان. يقال إن المركبات المتطايرة المشتقة من Phyto-oxylipins متورطة في الإشارة إلى الاستجابة لهجمات الجروح ومسببات الأمراض (Lim et al.2017). كشفت الدراسات الحديثة أيضًا عن الأدوار المباشرة المضادة للميكروبات من غير JA Phyto-oxylipins ، على الرغم من أن الأساس الميكانيكي لمثل هذه الوظائف لا يزال غير واضح (Deboever et al. 2020). يؤكد الإنتاج المحرض لـ Phyto-oxylipins في الرمان الملاحظات السابقة في النباتات الأخرى. يبقى أن نحدد ما إذا كانت هذه الأوكسيليبينات النباتية مبيد حيوي أم أنها تعمل على تحفيز الاستجابة المناعية الفطرية في الرمان.

يتم تنظيم عملية التمثيل الغذائي للفلافونويد والأنثوسيانين المعدلين ، ولكن ليس فيتو أوكسيليبين ، عند تحريض MeJA جزئيًا على الأقل على مستوى النسخ

تمشيا مع تراكم الفلافونويد والأنثوسيانين المتناقص بشكل عام ، فإن الجينات التي ترمز CHS و CHI ، أظهر إنزيمان تم وضعهما عند نقطة دخول التخليق الحيوي للفلافونويد والأنثوسيانين ، تعبيرًا منخفضًا في الأوراق المعالجة بـ MeJA (الشكل 4). من المثير للاهتمام ، أن متماثل الرمان (PgrO09366) للذرة MYB TF anthocyanin التنظيمي البروتين C1 تم تنظيمه في البداية في الأوراق المعالجة بـ MeJA في 6- ساعة ولكن بعد ذلك تم تقليل التنظيم في الأوراق المعالجة بـ MeJA عند 72- ساعة (الجدول 1 ؛ الشكل 7 ب). تم تنظيم متماثل الرمان (PgrO10911) للذرة MYB TF P في الأوراق المعالجة بـ MeJA عند 24- ساعة (الجدول 1 ؛ الشكل 7 ج). كما هو موضح في الدراسات في الذرة ، ينشط Cl العديد من الجينات في التخليق الحيوي للفلافونويد والأنثوسيانين ، مثل CHS (C2) و dihydro flavonol reductase (A1) و anthocyanidin 3- O-glucosyltransferase (BZ1) و leucoanthocyani-din dioxygenase A2) (ليسنيك وتشاندلر 1998 ؛ Sainz وآخرون 1997 ؛ Quattrocchio وآخرون 1993). من ناحية أخرى ، يتحكم P في التعبير عن A1 ، ولكن ليس BZ1 (Grotewold et al 1994). في الذرة ، يعمل C1 (MYB TF) بالتنسيق مع R (bHLH TF) لتنظيم التعبير عن جينات الأنثوسيانين التخليقية الحيوية ( مول وآخرون 1998 ، جوف وآخرون 1992). تم أيضًا تنظيم Pgr024750 ، وهو bHLH TF ، في الأوراق المعالجة بـ MeJA عند 72- ساعة ويمكن أن يكون شريكًا محتملًا لمماثل الرمان C1 (الجدول 1 ؛ الشكل 7 ج). علاوة على ذلك ، تم تحديد مواقع الربط لـ MYB و bHLH TFs في مناطق المروج لـ CHS و CHI المفترض من خلال تحليل المعلومات الحيوية (الجدول S7). مجتمعة ، تشير هذه النتائج إلى أن الانخفاض العام في مركبات الفلافونويد والأنثوسيانين يتم تحقيقه جزئيًا على الأقل من خلال التحكم النسخي في جينات التخليق الحيوي للخطوة المبكرة.

لوحظ انخفاض في العديد من الجليسيروليبيدات في الأوراق المعالجة بـ MeJA (الشكل 5). ومع ذلك ، فإن متجانسات الرمان (أرقام انضمام GenBank: XP _031374952 و XP _031374953) من Arabidopsis Wrinkled1 (ArWRI1) ، وهي مجموعة TF لعائلة APETALA2 (AP2) تعتبر منظم "رئيسي" للتخليق الحيوي للدهون النباتية (Cernac and Benning 2004) ، معبراً عنه بالمثل في الأوراق المعالجة بـ Mock- و MeJA (البيانات غير معروضة). يمكن أن يكشف التوصيف الوظيفي لـ TFs المستجيبة لتحريض MeJA (الجدول 1 ؛ الشكل 7) عن دور تنظيمي لعملية التمثيل الغذائي للدهون في أوراق الرمان.

الرمان LOX (Pgr025417) مع زيادة التعبير بشكل مستمر بعد تطبيق MeJA الخارجي ، حفز أكسدة الأحماض الدهنية وتوقع أن يتمركز في البلاستيدات الخضراء (الشكلان 5 ج و 6). لذلك ، من المحتمل أن يكون Pgr025417 متورطًا في التخليق الحيوي لـ JA الذي يحدث في هذه المقصورة الخلوية (الشكل 6). من بين الـ 11 LOXs المفترضة في الرمان ، 5 منها عصاري خلوي (النوع الأول) و 6 عبارة عن بلاستيك كلورو (النوع الثاني) (الشكل 6 ب). نظرًا لأنه يتم تصنيع أكسيليبينات غير JA Phyto-oxylipins في العصارة الخلوية (Ponce de Le6n وآخرون 2015) ، فقد يكون واحدًا أو أكثر من أنواع ILOXs مسؤولاً عن تحويل PUFA إلى غير JA Phyto-oxylipins عند تحريض MeJA. بالنظر إلى أن LOX (Pgr025417) مع زيادة مطردة في التعبير الجيني في الأوراق المعالجة بـ MeJA يقع في حجرة تحت خلوية مختلفة عن غير JA Phyto-oxylipins ، من المحتمل أن تكون الإنزيمات المسؤولة عن إنتاج MeJA غير المستحث بـ JA Phyto-oxylipins لا تعدل نسبيًا.

تسبب تطبيق MeJA الخارجي في استجابات نسخية في أوراق الرمان

كشفت دراسة حديثة في Arabidopsis أن شبكة تنظيمية معقدة غنية بـ MYC (bHLH) ، وعامل استجابة الإيثيلين (ERF) ، و MYB family TFs كانت متورطة في الاستجابة النسخية المبكرة التي يسببها MeJA (هيكمان وآخرون 2017). ERF TFs ، بما في ذلك Pgr013499 (2- h) و PgrO00147 (6- h) و PgrO21504 (6- h) ومماثلات MYB TFs ، بما في ذلك PgrO09357 (2- h ) و Pgr009366 (6- h) و Pgr003015 (6- h) و Pgr011269 (6- h) ، كانت من بين TFs ذات التعبيرات المتنوعة في الأوراق المعالجة MeJA والتي تم جمعها في نقاط زمنية مبكرة (الجدول 1 ؛ الشكل 7). كما نوقش أعلاه ، أظهرت متجانسات الرمان لبروتينات الفلافونويد والأنثوسيانين المنظمة C1 و P (MYB TFs) و bHLH TF تعبيرًا منخفضًا ويمكن أن تتحكم في التخفيض العام للفلافونويد والأنثوسيانين. بالإضافة إلى ذلك ، تحتوي منطقة المروج لـ LOX (PgrO25417) على مواقع ربط لـ WRKY و MYB و bZIP TFs (الجدول S7) ، مما يشير إلى أنه يمكن تنظيمها بواسطة TFs المعبر عنها تفاضليًا التي تنتمي إلى عائلات TF هذه استجابة لتطبيق MeJA .

يسهل التعبير الجيني المقارن وتحليل المستقلب للأوراق المعالجة بـ MeJA استجواب المسارات الفينولية المتنوعة في الفاكهة

من الواضح أن فهم الاستجابات الأيضية والنسخية لأوراق الرمان لتطبيق MeJA وثيق الصلة بتحسين صحة النبات وإنتاجيته (أي إنتاج الفاكهة). بالإضافة إلى ذلك ، يوفر التعبير الجيني المقارن وتحليل المستقلب للأوراق المعالجة بـ MeJA أيضًا فرصة لتوضيح تنظيم مسارات HT و flavonoid و anthocyanin الموجودة في كل من أنسجة الأوراق والفاكهة (Bar-Ya'akov et al.2019) ). تساهم المركبات الفينولية HTs والفلافونويد والأنثوسيانين بشكل كبير في الأنشطة المفيدة لصحة الإنسان لفواكه الرمان ، ومع ذلك لم يتم استكشاف التحكم في إنتاجها وتراكمها على نطاق واسع في الرمان (للفلافونويد والأنثوسيانين) أو أي نوع نباتي (لـ HTs) ). على سبيل المثال ، حددت الدراسات السابقة على ثمار الرمان المطبقة من MeJA مستويات الأنثوسيانين والفلافونويد في الفاكهة بعد الحصاد ، دون التحقيق في التعبير عن الجينات الهيكلية أو التنظيمية المتعلقة بهذه المستقلبات (Koushesh Saba and Zarei 2019؛ Garcia-Pastor et al.2020 ). من ناحية أخرى ، كشفت الدراسة الحالية عن TFs (على سبيل المثال MYB TFs) التي أظهرت تعبيرًا تفاضليًا في أوراق MeJA والمعالجة الوهمية مع أنماط تعبير مشابهة لتلك الخاصة بجينات HT و flavonoid و anthocyanin التخليقية الحيوية (الشكل 7 ؛ الجدول 1) . من المحتمل أن تشارك هذه الصناديق في تنظيم مسارات HT و flavonoid و anthocyanin وبالتالي تستدعي مزيدًا من التحقيق في المستقبل.

تجدر الإشارة إلى أن دراستنا كشفت عن زيادة محددة في مركبات الفلافونويد الميثيلية وانخفاضات عامة في مركبات الفلافونويد الأخرى في أوراق الرمان المعالجة بـ MeJA ، مما يشير إلى دور محتمل للفلافونويد الميثيل في الدفاع عن أوراق الرمان ضد مسببات الأمراض (الشكل 3 ؛ الجدول S6). أظهر التقرير السابق عن ثمار الرمان المعالجة بـ MeJA تراكمًا محسنًا للفلافونويد ، على الرغم من أنه تم تحديد محتوى الفلافونويد الكلي فقط دون تحديد كمية جزيئات الفلافونويد الفردية (Koushesh Saba and Zarei 2019). على هذا النحو ، هناك حاجة إلى مزيد من التحليل المتعمق لثمار الرمان المعالجة بـ MeJA للسماح بإجراء مقارنة جنبًا إلى جنب لتغيرات الفلافونويد في أنسجة الأوراق والفاكهة. على النقيض من زيادة الأنثوسيانين في ثمار الرمان بعد تطبيقات MeJA (Garcia-Pastor وآخرون 2020) ، انخفض مستوى الأنثوسيانين في الأوراق المعالجة بـ MeJA (الشكل 3 ؛ الجدول S6). يمكن أن يكون هذا التباين بسبب الأدوار المتميزة التي يلعبها الأنثوسيانين في أنسجة الأوراق والفاكهة عند هجمات العوامل الممرضة. في الواقع ، يؤكد التراكم التفاضلي للأنثوسيانين في الأوراق والفواكه على الحاجة لفحص استجابات MeJA في أنسجة الرمان المختلفة.

ملاحظات ختامية

كشفت دراستنا عن تغيرات استقلابية فريدة في HTs ، والفلافونويد ، والأنثوسيانين ، و Phyto-oxylipins في أوراق الرمان الناتجة عن تطبيق MeJA الخارجي. اقترحت تحليلات النسخ والكيمياء الحيوية أنه في حين أن قمع العديد من مركبات الفلافونويد والأنثوسيانين يحدث جزئيًا على الأقل على مستوى النسخ ، من المحتمل ألا يتم التحكم في التوليف الحيوي المتزايد لأوكسيليبينات غير JA بنسخة. يحرض هذا العمل على مزيد من التحقيقات حول البنية التنظيمية لاستقلاب HT ، والفلافونويد ، والأنثوسيانين ، وتنسيق الاستجابات الأيضية في أوراق الرمان لتطبيق MeJA ، بالإضافة إلى الدور الذي تلعبه المستقلبات مع التراكم المستحث في إرسال الإشارات و / أو الدفاع الكيميائي المباشر.

بيان مساهمات المؤلف LC و LT ​​تصور الدراسة ، وأجرى كل من LC و WS تجارب. حللت LC و WS و LT ​​البيانات ، وكتب كل من LC و WS و LT ​​المخطوطة. كل الكتاب قراءة وافقت على المخطوط النهائي.

معلومات تكميلية تحتوي النسخة المتوفرة عبر الإنترنت على مواد تكميلية متوفرة على https://doi.org/10.1007/s00425-021-03735-9.

شكر وتقدير نشكر الزملاء في أكاديمية Panzhihua للعلوم الزراعية والغابات لتزويدنا ببذور الرمان المستخدمة في هذه الدراسة. نشكر أيضًا الدكتور Binjie Ge في Shanghai Chenshan Botanical Garden للمساعدة في تحديد عينة القسيمة وتسجيلها.

التمويل تم دعم هذا العمل من قبل لجنة العلوم والتكنولوجيا لبلدية شنغهاي بموجب المنحة 14DZ2260400 والصندوق الخاص للبحث العلمي لمكتب شنغهاي للمناظر الطبيعية ومظهر المدينة الإداري بموجب المنح G172403 و G182403.

توافر البيانات والمواد تتوفر مجموعات بيانات النسخ التي تم إنشاؤها وتحليلها أثناء الدراسة الحالية في أرشيف قراءة التسلسل (SRA) في NCBI تحت رقم الانضمام PRJNA600139. المقال والملفات المكملة له.

تم استخراج هذه المقالة من بلانتا (2021) 254: 89 https://doi.org/10.1007/s00425-021-03735-9