Decrypting Molecular Mechanisms Involved in Counteracting Copper and Nickel Toxicity in Jack Pine (Pinus banksiana) Based on Transcriptomic Analysis
Notice bibliographique
Résumé
The remediation of copper and nickel-afflicted sites is challenged by the different physiological effects imposed by each metal on a given plant system. Pinus banksiana is resilient against copper and nickel, providing an opportunity to build a valuable resource to investigate the responding gene expression toward each metal. The objectives of this study were to (1) extend the analysis of the Pinus banksiana transcriptome exposed to nickel and copper, (2) assess the differential gene expression in nickel-resistant compared to copper-resistant genotypes, and (3) identify mechanisms specific to each metal. The Illumina platform was used to sequence RNA that was extracted from seedlings treated with each of the metals. There were 449 differentially expressed genes (DEGs) between copper-resistant genotypes (RGs) and nickel-resistant genotypes (RGs) at a high stringency cut-off, indicating a distinct pattern of gene expression toward each metal. For biological processes, 19.8% of DEGs were associated with the DNA metabolic process, followed by the response to stress (13.15%) and the response to chemicals (8.59%). For metabolic function, 27.9% of DEGs were associated with nuclease activity, followed by nucleotide binding (27.64%) and kinase activity (10.16%). Overall, 21.49% of DEGs were localized to the plasma membrane, followed by the cytosol (16.26%) and chloroplast (12.43%). Annotation of the top upregulated genes in copper RG compared to nickel RG identified genes and mechanisms that were specific to copper and not to nickel. NtPDR, AtHIPP10, and YSL1 were identified as genes associated with copper resistance. Various genes related to cell wall metabolism were identified, and they included genes encoding for HCT, CslE6, MPG, and polygalacturonase. Annotation of the top downregulated genes in copper RG compared to nickel RG revealed genes and mechanisms that were specific to nickel and not copper. Various regulatory and signaling-related genes associated with the stress response were identified. They included UGT, TIFY, ACC, dirigent protein, peroxidase, and glyoxyalase I. Additional research is needed to determine the specific functions of signaling and stress response mechanisms in nickel-resistant plants.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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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 | 0,000 | 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 | 0,000 | 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 ».