Integrated transcriptomic and physio-molecular analysis reveals the mechanism of Bacillus subtilis TP01-mediated cadmium detoxification in Ligusticum chuanxiong Hort.
Notice bibliographique
Résumé
Cadmium (Cd) contamination adversely impacts both the productivity and quality of numerous crops, including cereals, fruits, vegetables, and medicinal plants. Medicinal plants, in particular, produce valuable metabolites with substantial economic, medicinal, and nutritional importance. However, Cd stress not only suppresses their growth and bioactive metabolite production but also leads to significant Cd accumulation in harvested tissues, posing both economic threats and potential health hazards. Plant growth-promoting bacteria (PGPB), especially Bacillus spp., have been extensively employed to alleviate Cd toxicity in various crops. However, compared to conventional cash crops, the roles of Bacillus spp.-mediated Cd detoxification in medicinal plants remain less clearly defined. In this study, Ligusticum chuanxiong Hort., a medicinal species frequently exposed to severe Cd contamination during cultivation, was selected as a model plant. We identified a Cd-resistant PGPB strain, Bacillus subtilis TP01, and elucidated its protective effects and mechanisms against Cd stress in L. chuanxiong . Pot experiments and field trials demonstrated that B. subtilis TP01 effectively alleviated Cd-induced growth inhibition, restored the production of bioactive ingredients, and decreased Cd accumulation within plant tissues. Transcriptomic and molecular analyses revealed that B. subtilis TP01 triggered systemic jasmonic acid (JA) biosynthesis. Moreover, exogenous application of methyl jasmonate, a JA derivative, largely mimicked the protective effects observed with B. subtilis TP01 inoculation, highlighting JA signaling as the central regulatory mechanism. Further investigations indicated that B. subtilis TP01-mediated JA signaling enhanced antioxidant responses and modulated Cd transporter gene expression, thereby mitigating Cd-induced oxidative stress and reducing Cd uptake. These findings elucidate a novel phytohormone-dependent microbial-plant interaction mechanism, illustrating how PGPB coordinate plant development and stress responses. This study proposes a safe, efficient, and economical approach for managing Cd contamination in medicinal plants and provides theoretical support for their sustainable cultivation.
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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) | 0,000 | 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) | 0,000 | 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.
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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 ».