Transcriptome and Metabolome Analyses Reveal Potential Salt Tolerance Mechanisms Contributing to Maintenance of Water Balance by the Halophytic Grass Puccinellia nuttalliana
Notice bibliographique
Résumé
Elevated soil salinity exacerbated by human activities and global climate change poses serious threats to plant survival. Although halophytes provide many important clues concerning salt tolerance in plants, some unanswered questions remain to be addressed, including the processes of water and solute transport regulation. We performed high-throughput RNA-sequencing in roots and metabolome characterizations in roots and leaves of Puccinellia nuttalliana halophytic grass subjected to 0 (control) and 150 mM NaCl. In RNAseq, a total of 31 Gb clean bases generated were de novo assembled into 941,894 transcripts. The PIP2;2 and HKT1;5 transcript levels increased in response to the NaCl treatment implying their roles in water and ion homeostasis. Several transcription factors, including WRKY39 , DEK3 , HY5 , and ABF2 , were also overexpressed in response to NaCl. The metabolomic analysis revealed that proline and dopamine significantly increased due to the upregulation of the pathway genes under salt stress, likely contributing to salt tolerance mechanisms. Several phosphatidylcholines significantly increased in roots suggesting that the alterations of membrane lipid composition may be an important strategy in P. nuttalliana for maintaining cellular homeostasis and membrane integrity under salt stress. In leaves, the TCA cycle was enriched suggesting enhanced energy metabolism to cope with salt stress. Other features contributing to the ability of P. nuttalliana to survive under high salinity conditions include salt secretion by the salt glands and enhanced cell wall lignification of the root cells. While most of the reported transcriptomic, metabolomics, and structural alterations may have consequences to water balance maintenance by plants under salinity stress, the key processes that need to be further addressed include the role of the changes in the aquaporin gene expression profiles in the earlier reported enhancement of the aquaporin-mediated root water transport.
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| 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 tête enseignante, 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 ».