Mae γ-Valactone yn hyrwyddo twf eginblanhigion tomato trwy newidiadau transcriptome a hormonau planhigion | Bioleg Foleciwlaidd Planhigion

Er mwyn lleihau dibyniaeth amaethyddiaeth ar wrteithiau cemegol, mae diddordeb mewn mathau newydd o wrteithiau yn tyfu. Mae cyfansoddion hanfodol ynhyrwyddwyr twf addawol.Dangoswyd bod gama-valactone, cyfansoddyn organig anweddol a gynhyrchir gan *S. stearothermiae* NRCB010, yn hyrwyddo twf eginblanhigion tomato o dan amodau di-haint. Felly, fe wnaethom ymchwilio i effeithiau crynodiadau amrywiol o gama-valactone ar dwf eginblanhigion tomato o dan amodau hydroponig a thŷ gwydr, ac archwiliwyd hefyd y newidiadau cyfatebol mewn trawsgrifiad a lefelau hormonau. Dangosodd y canlyniadau fod triniaeth gama-valactone wedi hyrwyddo twf eginblanhigion tomato yn sylweddol, gyda chrynodiadau gorau posibl o 100 mg/L a 250 mg/L o dan amodau hydroponig a thŷ gwydr, yn y drefn honno. Cynnwys asid aspartig IAA, asid glwtamig IAA,indol-3-asetamid, indole-3-acetonitrile, asid indole-3-butyrig, a gibberellin mewn dail, coesynnau, a gwreiddiau wedi cynyddu'n sylweddol. Datgelodd dadansoddiad trawsgrifiad, ar ôl 6 awr o driniaeth γ-valerolactone, fod nifer y genynnau â mynegiant gwahaniaethol (DEGs) gyda mynegiant cynyddol yn fwy na nifer y genynnau â mynegiant is; fodd bynnag, gwelwyd y sefyllfa gyferbyniol ar ôl 24 awr o driniaeth. Gall γ-valerolactone hyrwyddo twf eginblanhigion tomato trwy fecanweithiau fel ffotosynthesis, signalau hormonau planhigion, a biosynthesis metabolyn eilaidd. Mae'r astudiaeth hon yn darparu sail ddamcaniaethol ar gyfer cymhwyso γ-valerolactone fel rheolydd twf planhigion newydd ac yn gosod y sylfaen ar gyfer datblygu biostimulants amaethyddol hynod effeithiol a chyfeillgar i'r amgylchedd.

Dangosodd dadansoddiadau morffolegol, trawsgrifiomig a hormonaidd fod γ-valerolactone yn gwella twf eginblanhigion tomato ac yn cynyddu lefelau hormonau.
Basu A, Prasad P, Das SN, Kalam S, Syed RZ, Reddy MS, El Enshasy H (2021) Bacteria rhisosffer sy'n hybu twf planhigion (PGPR) fel biofrechlyddion ecogyfeillgar: datblygiadau diweddar, cyfyngiadau, a rhagolygon. Sustainability 13(3): 1140
Campobenedetto S, Mannino G, Bickwilder J, Contartesse V, Karlova R, Bertea CM (2021) Mae rhoi biostimulants sy'n seiliedig ar danin yn effeithio ar strwythur gwreiddiau tomato ac yn gwella goddefgarwch halen. Sci Rep 11(1):354
Cao Hong, Gong Hong, Song Tao, Yu Ming, Pan Xin, Yu Juan, Qi Zhi, Du Yan, Liu Yan (2022) Mae'r protein addasydd UvSte50 yn rheoleiddio pathogenedd * Ustilago maydis * trwy lwybr signalau MAPK. *Acta Mycologica Sinica* 8(9):954
Castiglione AM, Mannino G., Contartesse V., Bertea CM, Ertani A. (2021) Biostimulantau microbaidd i ddiwallu anghenion amaethyddiaeth fodern: cyfansoddiad, swyddogaethau, a chymwysiadau'r cynhyrchion arloesol hyn. Plants-Basel 10(8):1533
Chandel SS, Sharma KD (2023) Arweiniodd dadreoleiddio genynnau llwybr metaboledd carbohydrad o dan straen tymheredd uchel at ostyngiad mewn cynnwys swcros a startsh mewn dail ffacbys. Trafodion Academi Gwyddorau India 46(5):445–449
Chen K, Li GJ, Bressan RA, Song CP, Zhu JQ, Zhao Y (2020a) Dynameg, signalau, a swyddogaeth asid abscisig mewn planhigion. J Integr Plant Biol 62(1):25–54
Chen S, Zhao Y, Zhao H, Chen S (2020b) Adnabod genynnau biosynthetig lignin tybiedig mewn bedw. Strwythur a Swyddogaeth Pren 34(5):1255–1265
Ding Z, Yao Y, Yao K, Hou H, Zhang Z, Huang Y, Wang S, Liao W (2024) Mae SlSERK3B yn hyrwyddo twf a datblygiad eginblanhigion tomato trwy reoleiddio gallu ffotosynthetig. Cylchgrawn Rhyngwladol y Gwyddorau Moleciwlaidd 25(2):1336
Geng Peng, Zhang Shuai, Liu Jie, Zhao Chao, Wu Mehefin, Cao Yong, Fu Chao, Han Xin, He Hui, Zhao Qiang (2020) MYB20, MYB42, MYB43, a MYB85 rheoleiddio ffenylalanin a lignin biosynthesis yn ystod ffurfio cellpen wal eilaidd] 1 [Ffynediad cellpen eilaidd ffurfio]. Acta Physiologica Sinica 182(3):1272–1283
Guo Z, Chen Y, Wu D, Du Y, Wang M, Liu Z, Chu J, Yao S (2022) Mae dadansoddiad trawsgrifiad yn datgelu rôl allweddol brassinolid alldarddol yn llwybr biosynthetig alcaloid Pinellia ternata. International Journal of Molecular Sciences 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) Asid abscisig: ei rôl mewn datblygiad ac aeddfedu ffrwythau. Front Plant Sci 13:817500
Hildebrandt TM, Nesi AN, Araujo VL, Brown HP (2015) Cataboliaeth asidau amino mewn planhigion. Mol Plant 8(11):1563–1579
Horvath IT, Mehdi H, Fabos V, Boda L, Mika LT (2008) γ-velolactone: hylif cemegol sy'n cynnwys ynni cynaliadwy a charbon. 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) Biostimulantau planhigion: mecanweithiau a chymwysiadau ar gyfer gwella addasiad planhigion i straen abiotig. Journal of Soil Science and Plant Nutrition 24:6641–6690

Kishore PBK, Tiozone RN Jr, Fernie AR, Srinivasulu N (2022) Asid abscisig a'i rôl wrth reoleiddio twf, datblygiad a sefydlogrwydd cynnyrch planhigion. Trends in Plant Science 27(12):1283–1295
Kumar K, Raina SK, Sultan SM (2020) Llwybr signalau Arabidopsis MAPK a'i ryngweithiadau mewn ymateb i straen abiotig. Journal of Plant Biochemistry and Biotechnology 29(4):700–714
Lee D, Yeon YJ (2020) Synthesis o (R)-γ-valerad o asid lefulinig trwy ddull cemoensymatig enantioselectif. 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) Mae thiadizoline yn hyrwyddo torri dail cotwm allan trwy reoleiddio rhyngweithiadau cymhleth rhwng ethylen, auxin, a cytokinin. International Journal of Molecular Sciences 23(5):2696
Li J, Min S, Luo Q, Abdoulaye AH, Zhang S, Huang W, Zhang R, Chen Y (2023a) Nodweddiad moleciwlaidd o'r teulu GH3 mewn alfalfa o dan straen abiotig. Gene 851:146982
Li Yan, Han Shuai, Qi Yong (2023b) Cynnydd ymchwil ar strwythur a swyddogaethau ffactorau ymateb awcsin planhigion. 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) Mae ffactor trawsgrifio NAC SlNAP2 yn rheoleiddio heneiddedd dail tomato a chynnyrch ffrwythau. Acta Physiologica Sinica 177(3):1286–1302.
Machik M., Gryta A., Frack M. (2020) Biowrteithiau amaethyddol: cysyniadau, strategaethau, ac effaith ar ficro-organebau pridd. Progress in Agriculture 162:31–87
Dangosodd Moshinets OV, Babenko LM, Rogalsky SP, Jungin OS, Foster J, Kosakiwska IV, Potters G, Spears AJ (2019) y potensial i wella twf planhigion a chynnyrch hadau trwy rag-drin hadau gwenith gaeaf gyda'r signal synhwyro cworwm bacteriol N-hexanoyl-L-homoserine lactone (C6-HSL). PLoS ONE 14(2):e0209460
Müller M. (2021) Gelyn a ffrind yn anwahanadwy: rhyngweithiadau asid abscisig ac ethylen o dan straen abiotig. Plants-Basel 10(3):448
Cymharodd Moon HI, Kwon MK, Lee NR, Song SY, Song DH, Lee CH (2021) fetabolion a phriodweddau swyddogaethol gwahanol domatos gan ddefnyddio metabolomeg yn seiliedig ar sbectrometreg màs. Front Nutr 8:659646
Ning Yi, Ding Yongkang, Chang Yonghong, Zhang Shuai, An Haiming, Fu Yongjun (2023) Mae crynodiadau isel o fethyl jasmonad yn hyrwyddo twf Podocarpus macrophyllus trwy gydbwysedd rhwng signalau hormonau planhigion a synthesis triterpenoid. Rheoliad Twf Plant 101(1):187–199
Pavlovich PV, Koshy P (2022) Gwahaniaethau mewn dilyniant mynegiant genynnau: dadansoddiad o ddata RNA-seq. Methods Mol Biol (Clifton NJ) 2508:279–318
Prisa D, Fresco R, Spagnuolo D (2023) Cymhwyso biowrteithiau microbaidd mewn cynhyrchu cnydau a gwella ymwrthedd: adolygiad. Agric Basel 13(9):1666
Ren Feng, Liu Ning, Gao Bing, Shen Hui, Li Shuai, Li Li, Zheng Dan, Shen Wei, Gao Ning (2024) Adnabod cyfansoddion organig anweddol yn *Stenotrophomonas stearothermiae* ar gyfer gwella gwladychu a hyrwyddo twf eginblanhigion tomato. Journal of Applied Microbiology 135(10):lxae248
Ullah S, Schmidt A, Reichelt M, Tsai SJ, Gershenzon J (2022) Nid oes unrhyw ryngweithio antagonistaidd rhwng llwybrau signalau asid salicylig a jasmonig mewn poplys. New Botanist 235(2):701–717
Wang Zhiqiang, Gou Xiaodong (2020) Mae protein kinases tebyg i dderbynyddion wedi'u lleoli i fyny'r afon o MAPKs wrth reoleiddio datblygiad planhigion. International Journal of Molecular Sciences 21(20):7638
Wang Chao, Zhang Jie, Li Jie, Xie Jun, Chai Qiang (2024) Mae methyl jasmonad alldarddol yn rheoleiddio synthesis hormonau endogenaidd mewn cenhinen a dyfir yn hydroponig i hyrwyddo eu twf a'u ffotosynthesis. Horticultural Science 327:112861
Young T, Davis PJ, Reid JB (1996) Dadansoddiad genetig o rolau cymharol auxin a gibberellin wrth reoleiddio ymestyn coesyn pys o dan olau llawn. Acta Physiologica Sinica 110(3):1029–1034
Yu Z, Zhang F, Friml J, Ding Z (2022) Signalau awcsin: cynnydd ymchwil dros y 30 mlynedd diwethaf. J Integr Plant Biol 64(2):371–392

Zhang Hua, Zheng Dan, Hu Chao, Cheng Wei, Lei Peng, Xu Hui, Gao Ning (2023) metabolion Pseudomonas NRCB010 cymell exudates gwreiddiau tomato penodol i wella cytrefu rhizosphere. 13(5):664
Zhou Chao, Li Shuai, Zheng Yong, Lei Peng, Chen Yong, Ying Hua, Gao Ning (2022) Mae cyfansoddyn ffosffad egni uchel yn hyrwyddo twf letys trwy wella ffotosynthesis, twf, ac ysgogi prosesau sy'n gysylltiedig â sefydlogrwydd systemig. 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) Mae asetoin yn hyrwyddo twf planhigion ac yn lleddfu straen halen mewn eginblanhigion letys trwy actifadu llwybrau metabolaidd. Plants-Basel 13(23):3312
Zhou Chao, Zheng Yong, Leng Jun, Ma Chao, Niu Hui, Chen Yong, Ying Hui, Gao Ning (2024b) Effeithiau ffosffad cadaverin alldarddol ar dwf, ffotosynthesis, a mynegiant genynnau mewn eginblanhigion letys. Cylchgrawn Tsieineaidd Gwyddor Pridd a Maeth Planhigion 24(1):537–546
Rydym yn mynegi ein diolchgarwch diffuant i Ganolfan Gyfrifiadura Perfformiad Uchel Prifysgol Technoleg Nanjing am ddarparu adnoddau cyfrifiadurol inni.
Cefnogwyd yr ymchwil hon gan Sefydliad Gwyddorau Naturiol Cenedlaethol Tsieina (32172673 a 31972503) a Phrosiect Llwyfan Hyfforddi Arloesi ac Entrepreneuriaeth Myfyrwyr Prifysgol Technoleg Nanjing (2025DC0047, 2025DC1680, 2025DC1682).
Adran Biotechnoleg a Pheirianneg Fferyllol, Prifysgol Technoleg Nanjing, Nanjing 211816, Tsieina
Labordy Allweddol Talaith Jiangsu ar gyfer Monitro'r Amgylchedd Atmosfferig a Rheoli Llygredd, Canolfan Arloesi Cydweithredol ar gyfer Technoleg Offer ac Amgylchedd Atmosfferig, Ysgol Gwyddor Amgylcheddol a Pheirianneg, Prifysgol Gwyddor Gwybodaeth a Thechnoleg Nanjing, Nanjing 210044, Tsieina
Cysyniadoli, Shanshan Li; Curadu data: Xiyue Sha, Shanshan Li, Hui Shen; Dadansoddiad ffurfiol, Fangfang Ren a Xin Tao; Caffael cyllid: Nan Gao, Weiye Chen, Xiyue Sha, a Zhuorui Li; Methodoleg, Fangfang Ren a Weiye Chen; Gweinyddu'r prosiect, Nan Gao; Ysgrifennu – drafft gwreiddiol, Fangfang Ren a Hui Shen; Ysgrifennu, adolygu a golygu: Weishou Shen, Hui Shen, a Nan Gao.
Mae Springer Nature yn parhau i fod yn niwtral o ran hawliadau tiriogaethol ac ymlyniadau sefydliadol mewn mapiau cyhoeddedig.
Mae Springer Nature neu ei drwyddedwyr (e.e., cymdeithasau neu bartneriaid eraill) yn dal hawlfraint unigryw yn yr erthygl hon yn unol â chytundebau cyhoeddi gyda'r awduron neu ddeiliaid hawlfraint eraill; mae hunan-bostio fersiynau llawysgrif derbyniol o'r erthygl hon gan awduron yn gwbl ddarostyngedig i delerau'r cytundebau cyhoeddi hynny a'r gyfraith berthnasol.