Transcriptome-based analysis reveals key molecular mechanisms and functional characterization of MaCAX3 gene involved in manganese stress responses in mulberry plants
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Background Manganese (Mn) deficiency and toxicity are major constraints on crop production in soil. Plants have evolved cascade strategies and specific mechanisms to tolerate these stresses. Understanding the molecular mechanisms of tolerance to Mn stress is crucial for improving the efficiency of conferring Mn tolerance and phytoremediation, which is intriguing for evolutionary research on plant adaptation to abiotic stresses. In this study, the responses of mulberry to varied concentration levels of Mn (MnSO4), ranging from deficiency (0 mM and 0.03 mM), sufficiency (0.15 mM), and toxicity regimes (1.5 mM and 3 mM) were compared by elucidating the physiological, transcriptome profiling, and functional characterization of the MaCAX3 gene in mulberry leaves. Results The results show that Mn-induced deficiency and toxicity not only trigger an increase in oxidation and antioxidant parameters, including hydrogen peroxide (H2O2), lipid peroxidase (LPO), polyphenol oxidase (PPO), and reactive oxygen species (ROS) but also concomitantly improved the activities of total antioxidant capacity (TAC) and hydroxyl radical (•OH) scavenging levels in mulberry. Results of the cell wall structural components show that cellulose, hemicellulose, and lignin contents were significantly higher, except for pectin, in the control (CK) compared to the deficiency and toxicity. Functional validation of the MaCAX3 gene via gene silencing revealed that the heterologous expression of the MaCAX3 gene increased the transport of Mn in yeast, thus inhibiting the toxic effect of Mn relative to the silenced Macax3-VIGS. Additionally, transcriptome analysis identified a total of 811 differentially expressed genes (DEGs), with 189 and 622 being up- and downregulated, respectively. These DEGs were significantly involved in Mn transport, detoxification, oxidation, antioxidant defense, and cell wall and protein processing, which conferred tolerance to Mn in mulberry plants. Conclusion The study sheds substantial light on key molecular mechanisms and the functional characterization and validation of crucial Mn tolerance genes in mulberry leaves.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
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) | 0,000 | 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 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 ».