Transcriptomic, Metabolomic, and Physiological Analyses Reveal That the Culture Temperatures Modulate the Cryotolerance and Embryogenicity of Developing Somatic Embryos in Picea glauca
Notice bibliographique
Résumé
Cryopreservation is one of the key technologies for the mass propagation of conifers via somatic embryogenesis. Cryotolerance and embryogenecity of conifer somatic embryos (SEs) could be affected by different temperature treatments, for which the underlying mechanisms were unknown. In this study, the developing SEs of Picea glauca obtained their cryotolerance with a survival rate of 100% when cultured on maturation medium at either 23°C for 4 weeks or 4°C for 10 weeks. However, only the embryos that underwent 4°C acclimation remained high embryogenicity, i.e., 91.7% based on cryovials or 29.3% on the plant tissue. Analysis of differentially expressed genes (DEGs) revealed that both 23 and 4°C treatments led to drastic changes in the gene expression, i.e., 21,621 and 14,906 genes, respectively, and the general increase in many oligosaccharides and flavonoids, in addition to the content change of proline (1.9- and 2.3-fold at 23 or 4°C) and gallic acid (6,963- and 22,053-fold). There were 249 significantly different metabolites between the samples of 23 and 4°C treatments and the changing trend of the sorbitol, fatty acids, and monosaccharides differed between these samples. During 4°C-acclimation, the metabolites of the arginine biosynthesis pathway increased between 2.4- and 8.1-fold, and the expression of antioxidant genes was up-regulated significantly. At 4°C, the up-regulated genes were for germ-like proteins, instead of seed storage proteins at 23°C. Concentrations of abscisic acid and jasmonic acid increased up to 2- and 1.5-fold, respectively, in the cold-acclimated embryos. After 10 weeks at 4°C, the embryos stayed at pre-cotyledonary stage with 17.1% less DNA methylation and fewer storage substances than those at 23°C for 4 weeks, which developed cotyledons. This research provides new insights into mechanisms underlying the response of SEs to different culture temperatures and benefits method development for germplasm conservation in conifers.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».