γ-ვალაქტონი ხელს უწყობს პომიდვრის ნერგების ზრდას ტრანსკრიპტომისა და მცენარის ჰორმონების ცვლილებების გზით | მცენარეთა მოლეკულური ბიოლოგია

სოფლის მეურნეობის ქიმიურ სასუქებზე დამოკიდებულების შესამცირებლად, იზრდება ინტერესი სასუქების ახალი ტიპების მიმართ. აუცილებელი ნაერთებიაპერსპექტიული ზრდის სტიმულატორები.გამა-ვალაქტონი, *S. stearothermiae* NRCB010-ის მიერ წარმოებული აქროლადი ორგანული ნაერთი, ხელს უწყობს პომიდვრის ნერგების ზრდას სტერილურ პირობებში. ამიტომ, ჩვენ გამოვიკვლიეთ გამა-ვალაქტონის სხვადასხვა კონცენტრაციის გავლენა პომიდვრის ნერგების ზრდაზე ჰიდროპონიკურ და სათბურის პირობებში და ასევე შევისწავლეთ ტრანსკრიფციისა და ჰორმონების დონის შესაბამისი ცვლილებები. შედეგებმა აჩვენა, რომ გამა-ვალაქტონით დამუშავებამ მნიშვნელოვნად შეუწყო ხელი პომიდვრის ნერგების ზრდას, ოპტიმალური კონცენტრაციით 100 მგ/ლ და 250 მგ/ლ ჰიდროპონიკურ და სათბურის პირობებში, შესაბამისად. IAA-ასპარაგინის მჟავას, IAA-გლუტამინის მჟავას,ინდოლ-3-აცეტამიდი, ინდოლ-3-აცეტონიტრილი, ინდოლ-3-ბუტირის მჟავა და გიბერელინი ფოთლებში, ღეროებსა და ფესვებში მნიშვნელოვნად გაიზარდა. ტრანსკრიპტომის ანალიზმა აჩვენა, რომ γ-ვალეროლაქტონით დამუშავების 6 საათის შემდეგ, დიფერენცირებულად ექსპრესირებული გენების (DEG) რაოდენობა გაზრდილი ექსპრესიით აღემატებოდა შემცირებული ექსპრესიის მქონე გენების რაოდენობას; თუმცა, საპირისპირო სიტუაცია დაფიქსირდა დამუშავებიდან 24 საათის შემდეგ. γ-ვალეროლაქტონს შეუძლია ხელი შეუწყოს პომიდვრის ნერგების ზრდას ისეთი მექანიზმების მეშვეობით, როგორიცაა ფოტოსინთეზი, მცენარის ჰორმონების სიგნალიზაცია და მეორადი მეტაბოლიტების ბიოსინთეზი. ეს კვლევა იძლევა თეორიულ საფუძველს γ-ვალეროლაქტონის, როგორც მცენარის ზრდის ახალი რეგულატორის გამოყენებისთვის და საფუძველს უყრის მაღალეფექტური და ეკოლოგიურად სუფთა სასოფლო-სამეურნეო ბიოსტიმულატორების შემუშავებას.

მორფოლოგიურმა, ტრანსკრიპტომიულმა და ჰორმონალურმა ანალიზებმა აჩვენა, რომ γ-ვალეროლაქტონი აუმჯობესებს პომიდვრის ნერგების ზრდას და ზრდის ჰორმონების დონეს.
ბასუ ა., პრასად პ., დას ს.ნ., კალამ ს., საიდ რ.ზ., რედი მ.ს., ელ ენშასი ჰ. (2021) მცენარეთა ზრდის ხელშემწყობი რიზოსფერული ბაქტერიები (PGPR), როგორც ეკოლოგიურად სუფთა ბიოინოკულატორები: ბოლოდროინდელი მიღწევები, შეზღუდვები და პერსპექტივები. მდგრადობა 13(3): 1140
კამბონენეტო ს., მანნინო გ., ბიკვაილდერი ჯ., კონტარტესე ვ., კარლოვა რ., ბერტეა ს.მ. (2021) ტანინებზე დაფუძნებული ბიოსტიმულატორების გამოყენება გავლენას ახდენს პომიდვრის ფესვის სტრუქტურაზე და აუმჯობესებს მარილისადმი ტოლერანტობას. Sci Rep 11(1):354
Cao Hong, Gong Hong, Song Tao, Yu Ming, Pan Xin, Yu Juan, Qi Zhi, Du Yan, Liu Yan (2022) ადაპტერის ცილა UvSte50 არეგულირებს *Ustilago maydis* პათოგენურობას MAPK სასიგნალო გზის მეშვეობით. *Acta Mycologica Sinica* 8(9):954
კასტილიონე ა.მ., მანნინო გ., კონტარტესე ვ., ბერტეა ს.მ., ერტანი ა. (2021) მიკრობული ბიოსტიმულატორები თანამედროვე სოფლის მეურნეობის საჭიროებების დასაკმაყოფილებლად: ამ ინოვაციური პროდუქტების შემადგენლობა, ფუნქციები და გამოყენება. მცენარეები-ბაზელი 10(8):1533
ჩანდელი ს.ს., შარმა კ.დ. (2023) ნახშირწყლების მეტაბოლიზმის გზის გენების დაქვეითებული რეგულაცია მაღალი ტემპერატურის ზემოქმედების ქვეშ იწვევს საქაროზისა და სახამებლის შემცველობის შემცირებას მუხუდოს ფოთლებში. ინდოეთის მეცნიერებათა აკადემიის შრომები 46(5):445–449
ჩენ კ., ლი გ.ჯ., ბრესან რ.ა., სონგ ს.პ., ჟუ ჯ.ქ., ჟაო ი. (2020ა) აბსცისის მჟავას დინამიკა, სიგნალიზაცია და ფუნქცია მცენარეებში. J Integr Plant Biol 62(1):25–54
ჩენ ს., ჟაო ი., ჟაო ჰ., ჩენ ს. (2020ბ) ლიგნინის სავარაუდო ბიოსინთეზური გენების იდენტიფიკაცია არყში. ხის სტრუქტურა და ფუნქცია 34(5):1255–1265
Ding Z, Yao Y, Yao K, Hou H, Zhang Z, Huang Y, Wang S, Liao W (2024) SlSERK3B ხელს უწყობს პომიდვრის ნერგების ზრდას და განვითარებას ფოტოსინთეზური შესაძლებლობების რეგულირებით. მოლეკულური მეცნიერებების საერთაშორისო ჟურნალი 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 და MYB85 არეგულირებენ ფენილალანინს და ლიგნინის წვდომის მეორე 1 უჯრედის კედელს [O-უჯრედული სისხლდენის ფორმირებისას]. Acta Physiologica Sinica 182(3):1272–1283
გუო ზ., ჩენ ი., ვუ დ., დუ ი., ვანგ მ., ლიუ ზ., ჩუ ჯ., იაო ს. (2022) ტრანსკრიპტომის ანალიზი ავლენს ეგზოგენური ბრასინოლიდის მნიშვნელოვან როლს Pinellia ternata-ს ალკალოიდის ბიოსინთეზურ გზაზე. მოლეკულური მეცნიერებების საერთაშორისო ჟურნალი 23(18):10898
გუპტა კ., ვანი ს.ჰ., რაზაკ ა., სკალიცკი მ., სამანტარა კ., გუპტა ს., პანდიტა დ., გოელი ს., გრევალი ს., ჰეინაკ ვ., შივ ა., ელ-საბრაუტი ა.მ., ელანსარი ჰ.ო., ალაკლაბი ა., ბრესტიკ მ. (2022) აბსცისის მჟავა: მისი როლი ნაყოფის განვითარებასა და დამწიფებაში. Front Plant Sci 13:817500
ჰილდებრანდტი TM, ნესი AN, არაუჯო VL, ბრაუნი HP (2015) ამინომჟავების კატაბოლიზმი მცენარეებში. Mol Plant 8(11):1563–1579
ჰორვატი IT, მეჰდი H, ფაბოსი V, ბოდა ლ, მიკა LT (2008) γ-ველოლაქტონი: მდგრადი ენერგიისა და ნახშირბადის შემცველი ქიმიური სითხე. Green Chem 10(2):238–242
ხალიდ ფ., რაშიდ ი., ასიფ კ., აშრაფ ჰ., მაქსუდ მ.ფ., შაჰბაზ მ., ზულფიკარ უ., სარდარ რ., ჰაიდერ ფ.ვ. (2024) მცენარეთა ბიოსტიმულატორები: მექანიზმები და გამოყენება მცენარეების აბიოტურ სტრესთან ადაპტაციის გასაუმჯობესებლად. ნიადაგის მეცნიერებისა და მცენარეთა კვების ჟურნალი 24:6641–6690

კიშორე პ.ბ.კ., ტიოზონე რ.ნ. უმც., ფერნი ა.რ., სრინივასულუ ნ. (2022) აბსცისის მჟავა და მისი როლი მცენარის ზრდის, განვითარებისა და მოსავლიანობის სტაბილურობის რეგულირებაში. მცენარეთა მეცნიერების ტენდენციები 27(12):1283–1295
კუმარ კ., რაინა ს.კ., სულთან ს.მ. (2020) Arabidopsis MAPK სიგნალიზაციის გზა და მისი ურთიერთქმედება აბიოტურ სტრესზე. მცენარეთა ბიოქიმიისა და ბიოტექნოლოგიის ჟურნალი 29(4):700–714
ლი დ., იეონ ი.ჯ. (2020) (R)-γ-ვალერატის სინთეზი ლევულინის მჟავიდან ენანტიოსელექტიური ქემოფერმენტული მეთოდით. ​​Process Biochem 90:113–117
ლი ფ., ვუ ს., ლიაო ბ., იუ კ., ჰო ი., მენგ ლ., ვანგ ს., ვანგ ბ., დუ მ., ტიან ს., ლი ზ. (2022) თიადიზოლინი ხელს უწყობს ბამბის ფოთლის ამოჭრას ეთილენს, აუქსინსა და ციტოკინინს შორის რთული ურთიერთქმედების რეგულირებით. მოლეკულური მეცნიერებების საერთაშორისო ჟურნალი 23(5):2696
ლი ჯ., მინ ს., ლუო ქ., აბდულაიე ა.ჰ., ჟანგ ს., ჰუანგ ვ., ჟანგ რ., ჩენ ი. (2023ა) GH3 ოჯახის მოლეკულური დახასიათება იონჯაში აბიოტური სტრესის ქვეშ. გენი 851:146982
ლი იანი, ჰან შუაი, ცი იონგი (2023ბ) მცენარეთა აუქსინის საპასუხო ფაქტორების სტრუქტურისა და ფუნქციების კვლევის პროგრესი. ინტეგრაციული მცენარეთა ბიოლოგიის ჟურნალი 65(3):617–632
Ma X, Zhang Y, Tureckova V, Xue GP, Ferney AR, Müller-Robert B, Balazadeh S (2018) NAC ტრანსკრიფციის ფაქტორი SlNAP2 არეგულირებს პომიდვრის ფოთლების დაბერებას და ნაყოფის მოსავალს. Acta Physiologica Sinica 177(3):1286–1302.
მაჩიკ მ., გრიტა ა., ფრაკ მ. (2020) სასოფლო-სამეურნეო ბიოსასუქები: კონცეფციები, სტრატეგიები და გავლენა ნიადაგის მიკროორგანიზმებზე. პროგრესი სოფლის მეურნეობაში 162:31–87
მოშინეცი ო.ვ., ბაბენკო ლ.მ., როგალსკი ს.პ., იუნგინ ოს., ფოსტერი ჯ., კოსაკივსკა ივ., პოტერსი გ., სპირსი ა.ჯ. (2019) აჩვენეს მცენარის ზრდისა და თესლის მოსავლიანობის გაუმჯობესების პოტენციალი ზამთრის ხორბლის თესლის ბაქტერიული კვორუმ-აღქმის სიგნალით N-ჰექსანოილ-L-ჰომოსერინის ლაქტონით (C6-HSL) წინასწარი დამუშავებით. PLoS ONE 14(2):e0209460
მიულერი მ. (2021) მტერი და მეგობარი განურჩეველია: აბსცისის მჟავასა და ეთილენის ურთიერთქმედება აბიოტური სტრესის ქვეშ. მცენარეები-ბაზელი 10(3):448
მუნ ჰაი, კვონ მკ, ლი ნრ, სონგ სი, სონგ დჰ, ლი ჩჰ (2021) მას-სპექტრომეტრიაზე დაფუძნებული მეტაბოლომიკის გამოყენებით შეადარეს სხვადასხვა პომიდვრის მეტაბოლიტები და ფუნქციური თვისებები. Front Nutr 8:659646
ნინგ ი, დინგ იონგკანგი, ჩანგ იონგჰონგი, ჟანგ შუაი, ან ჰაიმინგი, ფუ იონგჯუნი (2023) მეთილ ჯასმონატის დაბალი კონცენტრაციები ხელს უწყობს Podocarpus macrophyllus-ის ზრდას მცენარის ჰორმონების სიგნალიზაციასა და ტრიტერპენოიდების სინთეზს შორის ბალანსის დაცვით. მცენარეთა ზრდის რეგულაცია 101(1):187–199
პავლოვიჩი პ.ვ., კოში პ. (2022) გენის ექსპრესიის თანმიმდევრობის განსხვავებები: RNA-seq მონაცემების ანალიზი. მეთოდები Mol Biol (კლიფტონი, ნიუ ჯერსი) 2508:279–318
პრისა დ., ფრესკო რ., სპანუოლო დ. (2023) მიკრობული ბიოსასუქების გამოყენება მოსავლის წარმოებასა და რეზისტენტობის გაძლიერებაში: მიმოხილვა. Agric Basel 13(9):1666
რენ ფენგი, ლიუ ნინგი, გაო ბინგი, შენ ჰუი, ლი შუაი, ლი ლი, ჟენგ დანი, შენ ვეი, გაო ნინგი (2024) *Stenotrophomonas stearothermiae*-ში აქროლადი ორგანული ნაერთების იდენტიფიკაცია პომიდვრის ნერგების კოლონიზაციის გასაძლიერებლად და ზრდის ხელშეწყობისთვის. გამოყენებითი მიკრობიოლოგიის ჟურნალი 135(10):lxae248
ულა ს., შმიდტი ა., რაიხელტი მ., ცაი ს.ჯ., გერშენზონი ჯ. (2022) ვერხვის ფოთლებში სალიცილისა და იასმონის მჟავის სასიგნალო გზებს შორის ანტაგონისტური ურთიერთქმედება არ არსებობს. New Botanist 235(2):701–717
ვანგ ჟიკიანგი, გოუ სიაოდონგი (2020) რეცეპტორის მსგავსი ცილოვანი კინაზები განლაგებულია MAPK-ების ზემოთ, მცენარის განვითარების რეგულირებაში. მოლეკულური მეცნიერებების საერთაშორისო ჟურნალი 21(20):7638
ვანგ ჩაო, ჟანგ ჯიე, ლი ჯიე, სიე ჯუნი, ჩაი ციანგი (2024) ეგზოგენური მეთილ ჟასმონატი არეგულირებს ენდოგენური ჰორმონების სინთეზს ჰიდროპონიკურად მოყვანილ პრასში, მათი ზრდისა და ფოტოსინთეზის ხელშეწყობის მიზნით. მებაღეობის მეცნიერება 327:112861
იანგ თ., დევისი პ.ჯ., რიდი ჯ.ბ. (1996) აუქსინისა და გიბერელინის ფარდობითი როლების გენეტიკური ანალიზი ბარდის ღეროს დაგრძელების რეგულირებაში სრული განათების პირობებში. Acta Physiologica Sinica 110(3):1029–1034
იუ ზ., ჟანგ ფ., ფრიმლ ჯ., დინგ ზ. (2022) აუქსინის სიგნალიზაცია: კვლევის პროგრესი ბოლო 30 წლის განმავლობაში. 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 მეტაბოლიტები იწვევენ პომიდვრის ფესვების სპეციფიკურ ექსუდატებს რიზოსფეროს კოლონიზაციის გასაძლიერებლად. 13 (5): 664
ჟოუ ჩაო, ლი შუაი, ჟენგ იონგი, ლეი პენგი, ჩენ იონგი, ინგ ჰუა, გაო ნინგი (2022) მაღალი ენერგიის ფოსფატური ნაერთი ხელს უწყობს სალათის ფურცლების ზრდას ფოტოსინთეზის, ზრდისა და სისტემურ სტაბილურობასთან დაკავშირებული პროცესების ინდუცირების გზით. ნიადაგის მეცნიერებისა და მცენარეთა კვების ჟურნალი 22(2):1955–1969
ჟოუ X, შენ H, იან X, მა X, ლენგ J, სან Y, გაო N (2024a) აცეტოინი ხელს უწყობს მცენარის ზრდას და ამსუბუქებს მარილიან სტრესს სალათის ნერგებში მეტაბოლური გზების გააქტიურებით. Plants-Basel 13(23):3312
ჟოუ ჩაო, ჟენგ იონგი, ლენგ ჯუნი, მა ჩაო, ნიუ ჰუი, ჩენ იონგი, ინგ ჰუი, გაო ნინგი (2024ბ) ეგზოგენური კადავერინის ფოსფატის გავლენა ზრდაზე, ფოტოსინთეზსა და გენების ექსპრესიაზე სალათის ფურცლების ნერგებში. ნიადაგის მეცნიერებისა და მცენარეთა კვების ჩინური ჟურნალი 24(1):537–546
ჩვენ გულწრფელ მადლობას ვუხდით ნანკინის ტექნოლოგიური უნივერსიტეტის მაღალი წარმადობის გამოთვლითი ცენტრისადმი გამოთვლითი რესურსებით უზრუნველყოფისთვის.
ეს კვლევა მხარდაჭერილი იყო ჩინეთის ეროვნული საბუნებისმეტყველო მეცნიერებების ფონდის (32172673 და 31972503) და ნანკინის ტექნოლოგიური უნივერსიტეტის სტუდენტური ინოვაციებისა და მეწარმეობის სასწავლო პლატფორმის პროექტის (2025DC0047, 2025DC1680, 2025DC1682) მიერ.
ბიოტექნოლოგიისა და ფარმაცევტული ინჟინერიის დეპარტამენტი, ნანკინის ტექნოლოგიური უნივერსიტეტი, ნანკინი 211816, ჩინეთი
ატმოსფერული გარემოს მონიტორინგისა და დაბინძურების კონტროლის ჯიანგსუს პროვინციის ძირითადი ლაბორატორია, ატმოსფერული გარემოსა და აღჭურვილობის ტექნოლოგიების თანამშრომლობითი ინოვაციების ცენტრი, გარემოსდაცვითი მეცნიერებისა და ინჟინერიის სკოლა, ნანკინის ინფორმაციული მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების უნივერსიტეტი, ნანკინი 210044, ჩინეთი
კონცეპტუალიზაცია, შანშან ლი; მონაცემთა კურირება: სიიუე შა, შანშან ლი, ჰუი შენ; ფორმალური ანალიზი, Fangfang Ren და Xin Tao; დაფინანსების შესყიდვა: Nan Gao, Weiye Chen, Xiyue Sha და Zhuorui Li; მეთოდოლოგია, Fangfang Ren და Weiye Chen; პროექტის ადმინისტრაცია, ნან გაო; წერა – ორიგინალური პროექტი, Fangfang Ren და Hui Shen; წერა, მიმოხილვა და რედაქტირება: Weishou Shen, Hui Shen და Nan Gao.
Springer Nature ნეიტრალურ პოზიციას ინარჩუნებს გამოქვეყნებულ რუკებში ტერიტორიულ პრეტენზიებსა და ინსტიტუციურ კუთვნილებასთან დაკავშირებით.
Springer Nature-ს ან მის ლიცენზიარებს (მაგ., ასოციაციები ან სხვა პარტნიორები) აქვთ ექსკლუზიური საავტორო უფლებები ამ სტატიაში ავტორებთან ან სხვა საავტორო უფლებების მფლობელებთან დადებული საგამომცემლო შეთანხმებების შესაბამისად; ავტორების მიერ ამ სტატიის მიღებული ხელნაწერი ვერსიების დამოუკიდებლად გამოქვეყნება მთლიანად ექვემდებარება ასეთი საგამომცემლო შეთანხმებების პირობებს და მოქმედ კანონმდებლობას.