γ-Valaktono antaŭenigas kreskon de tomatplantidoj per transkriptomo kaj ŝanĝoj en planthormonoj | Plant Molecular Biology

Por redukti la dependecon de agrikulturo de kemiaj sterkoj, kreskas intereso pri novaj specoj de sterkoj. Esencaj kombinaĵoj estasesperigaj kreskostimulantoj.Gama-valaktono, volatila organika kombinaĵo produktita de *S. stearothermiae* NRCB010, montriĝis antaŭenigi kreskon de tomatplantidoj sub sterilaj kondiĉoj. Tial, ni esploris la efikojn de diversaj koncentriĝoj de gama-valaktono sur la kreskon de tomatplantidoj sub hidroponaj kaj forcejaj kondiĉoj, kaj ankaŭ ekzamenis la respondajn ŝanĝojn en transskribo kaj hormonniveloj. La rezultoj montris, ke gama-valaktona traktado signife antaŭenigis kreskon de tomatplantidoj, kun optimumaj koncentriĝoj de 100 mg/L kaj 250 mg/L sub hidroponaj kaj forcejaj kondiĉoj, respektive. La enhavo de IAA-asparta acido, IAA-glutamata acido,indolo-3-acetamido, indole-3-acetonitrilo, indole-3-buterata acido, kaj giberelino en folioj, tigoj, kaj radikoj signife pliiĝis. Transkriptoma analizo rivelis, ke post 6 horoj da traktado per γ-valerolaktono, la nombro da diference esprimitaj genoj (DEG-oj) kun pliigita esprimo superis la nombron da genoj kun malpliiĝinta esprimo; tamen, la mala situacio estis observita post 24 horoj da traktado. γ-valerolaktono povas antaŭenigi kreskon de tomatplantidoj per mekanismoj kiel fotosintezo, planta hormona signalado, kaj sekundara metabolita biosintezo. Ĉi tiu studo provizas teorian bazon por la apliko de γ-valerolaktono kiel nova planta kreskoreguligilo kaj metas la fundamenton por la disvolviĝo de tre efikaj kaj ekologie amikaj agrikulturaj biostimuliloj.

Morfologiaj, transkriptomaj kaj hormonaj analizoj montris, ke γ-valerolaktono plibonigas la kreskon de tomatplantidoj kaj pliigas hormonnivelojn.
Basu A, Prasad P, Das SN, Kalam S, Syed RZ, Reddy MS, El Enshasy H (2021) Plantkresko-stimulantaj rizosferaj bakterioj (PGPR) kiel ekologiemaj bioinokuliloj: lastatempaj progresoj, limigoj kaj perspektivoj. Daŭripovo 13(3): 1140
Campobenedetto S, Mannino G, Bickwilder J, Contartesse V, Karlova R, Bertea CM (2021) Apliko de tanin-bazitaj biostimuliloj influas la strukturon de tomato-radikiloj kaj plibonigas saleltenivon. Sci Rep 11(1):354
Cao Hong, Gong Hong, Song Tao, Yu Ming, Pan Xin, Yu Juan, Qi Zhi, Du Yan, Liu Yan (2022) La adaptila proteino UvSte50 reguligas la patogenecon de *Ustilago maydis* tra la MAPK-signala vojo. *Acta Mycologica Sinica* 8(9):954
Castiglione AM, Mannino G., Contartesse V., Bertea CM, Ertani A. (2021) Mikrobaj biostimuliloj por kontentigi la bezonojn de moderna agrikulturo: konsisto, funkcioj kaj aplikoj de ĉi tiuj novigaj produktoj. Plants-Basel 10(8):1533
Chandel SS, Sharma KD (2023) Malregulado de genoj de karbonhidrata metabolo sub alta temperaturstreso rezultigis malpliiĝintan enhavon de sakarozo kaj amelo en kikerfolioj. Proceedings of the Indian Academy of Sciences 46(5):445–449
Chen K, Li GJ, Bressan RA, Song CP, Zhu JQ, Zhao Y (2020a) Dinamiko, signalado kaj funkcio de abscisa acido en plantoj. J Integr Plant Biol 62(1):25–54
Chen S, Zhao Y, Zhao H, Chen S (2020b) Identigo de supozeblaj ligninaj biosintezaj genoj en betulo. Wood Structure and Function 34(5):1255–1265
Ding Z, Yao Y, Yao K, Hou H, Zhang Z, Huang Y, Wang S, Liao W (2024) SlSERK3B antaŭenigas kreskon kaj disvolviĝon de tomato-plantidoj per reguligo de fotosinteza kapacito. International Journal of Molecular Sciences 25 (2): 1336
Geng Peng, Zhang Shuai, Liu Jie, Zhao Chao, Wu Jun, Cao Yong, Fu Chao, Han Xin, He Hui, Zhao Qiang (2020) MYB20, MYB42, MYB43, kaj MYB85 reguligas fenilalaninon kaj ligninan biosintezon dum formado de sekundara muraliro . Acta Physiologica Sinica 182 (3): 1272-1283
Guo Z, Chen Y, Wu D, Du Y, Wang M, Liu Z, Chu J, Yao S (2022) Transkriptoma analizo malkaŝas ŝlosilan rolon de eksogena brasinolido en la alkaloida biosinteza vojo de Pinellia ternata. Internacia Revuo pri Molekulaj Sciencoj 23(18):10898
Gupta K, Wani SH, Razak A, Skalicki M, Samantara K, Gupta S, Pandita D, Goel S, Grewal S, Heynak V, Shiv A, El-Sabrout AM, Elansari HO, Alaklabi A, Brestik M (2022) Absciza acido: ĝia rolo en fruktevoluo kaj maturiĝo. Front Plant Sci 13:817500
Hildebrandt TM, Nesi AN, Araujo VL, Brown HP (2015) Aminoacida katabolo en plantoj. Mol Plant 8(11):1563–1579
Horvath IT, Mehdi H, Fabos V, Boda L, Mika LT (2008) γ-velolaktono: daŭripova energio kaj karbon-entenanta kemia fluido. Green Chem 10(2):238–242
Khalid F, Rashid Y, Asif K, Ashraf H, Maqsood MF, Shahbaz M, Zulfiqar U, Sardar R, Haider FW (2024) Plantaj biostimulantoj: mekanismoj kaj aplikoj por plibonigi plantan adaptiĝon al abiota streso. Journal of Soil Science and Plant Nutrition 24:6641–6690

Kishore PBK, Tiozone RN Jr, Fernie AR, Srinivasulu N (2022) Absciza acido kaj ĝia rolo en reguligo de plantkresko, disvolviĝo kaj stabileco de rikolto. Trends in Plant Science 27(12):1283–1295
Kumar K, Raina SK, Sultan SM (2020) Arabidopsis MAPK-signalvojo kaj ĝiaj interagoj en respondo al abiota streso. Journal of Plant Biochemistry and Biotechnology 29(4):700–714
Lee D, Yeon YJ (2020) Sintezo de (R)-γ-valerato el levulina acido per enantioselektiva kemoenzima metodo. Process Biochem 90:113–117
Li F, Wu C, Liao B, Yu K, Ho Y, Meng L, Wang S, Wang B, Du M, Tian X, Li Z (2022) Tiadizolino antaŭenigas la forfalon de kotonfolioj per reguligo de kompleksaj interagoj inter etileno, aŭksino kaj citokinino. Internacia Revuo pri Molekulaj Sciencoj 23(5):2696
Li J, Min S, Luo Q, Abdoulaye AH, Zhang S, Huang W, Zhang R, Chen Y (2023a) Molekula karakterizado de la GH3-familio en luzerno sub abiota streso. Gene 851:146982
Li Yan, Han Shuai, Qi Yong (2023b) Esplorprogreso pri la strukturo kaj funkcioj de plantaŭksinaj respondfaktoroj. Journal of Integrative Plant Biology 65(3):617–632
Ma X, Zhang Y, Tureckova V, Xue GP, Ferney AR, Müller-Robert B, Balazadeh S (2018) La NAC-transskriba faktoro SlNAP2 reguligas tomatofolian seneskon kaj fruktoproduktadon. Acta Physiologica Sinica 177 (3): 1286-1302.
Machik M., Gryta A., Frack M. (2020) Agrikulturaj biosterkoj: konceptoj, strategioj kaj efiko sur grundaj mikroorganismoj. Progress in Agriculture 162:31–87
Moshinets OV, Babenko LM, Rogalsky SP, Jungin OS, Foster J, Kosakiwska IV, Potters G, Spears AJ (2019) montris la potencialon plibonigi plantkreskon kaj semrendimenton per antaŭtraktado de vintratritikaj semoj kun la bakteria kvorum-sentanta signalo N-heksanoil-L-homoserina laktono (C6-HSL). PLoS ONE 14(2):e0209460
Müller M. (2021) Malamiko kaj amiko nedistingeblaj: interagoj de abscisa acido kaj etileno sub abiota streso. Plants-Basel 10(3):448
Moon HI, Kwon MK, Lee NR, Song SY, Song DH, Lee CH (2021) komparis metabolitojn kaj funkciajn ecojn de malsamaj tomatoj uzante metabolomikon bazitan sur masspektrometrio. Front Nutr 8:659646
Ning Yi, Ding Yongkang, Chang Yonghong, Zhang Shuai, An Haiming, Fu Yongjun (2023) Malaltaj koncentriĝoj de metiljasmonato antaŭenigas kreskon de Podocarpus macrophyllus per ekvilibro inter signalado de planthormonoj kaj sintezo de triterpenoidoj. Plant Growth Regulation 101(1):187–199
Pavlovich PV, Koshy P (2022) Diferencoj en genekspresio-sekvenco: analizo de RNA-sekvencaj datumoj. Metodoj Mol Biol (Clifton NJ) 2508:279–318
Prisa D, Fresco R, Spagnuolo D (2023) Apliko de mikrobaj biosterkoj en kultivaĵoproduktado kaj rezistoplibonigo: recenzo. Agric Basel 13(9):1666
Ren Feng, Liu Ning, Gao Bing, Shen Hui, Li Shuai, Li Li, Zheng Dan, Shen Wei, Gao Ning (2024) Identigo de volatilaj organikaj kombinaĵoj en *Stenotrophomonas stearothermiae* por plibonigi koloniigon kaj antaŭenigi kreskon de tomatplantidoj. Journal of Applied Microbiology 135(10):lxae248
Ullah S, Schmidt A, Reichelt M, Tsai SJ, Gershenzon J (2022) Neniu antagonisma interagado ekzistas inter la signalaj vojoj de salicila kaj jasmona acido en poplo. New Botanist 235(2):701–717
Wang Zhiqiang, Gou Xiaodong (2020) Receptor-similaj proteinkinazoj troviĝas kontraŭflue de MAPK-oj en la reguligo de plantevoluo. Internacia Revuo pri Molekulaj Sciencoj 21(20):7638
Wang Chao, Zhang Jie, Li Jie, Xie Jun, Chai Qiang (2024) Eksogena metiljasmonato reguligas endogenan hormonsintezon en hidroponie kultivitaj poreoj por antaŭenigi ilian kreskon kaj fotosintezon. Horticultural Science 327:112861
Young T, Davis PJ, Reid JB (1996) Genetika analizo de la relativaj roloj de aŭksino kaj giberelino en la reguligo de plilongigo de piztigo sub plena lumo. Acta Physiologica Sinica 110(3):1029–1034
Yu Z, Zhang F, Friml J, Ding Z (2022) Aŭksina signalado: esplora progreso dum la pasintaj 30 jaroj. J Integr Plant Biol 64(2):371–392

Zhang Hua, Zheng Dan, Hu Chao, Cheng Wei, Lei Peng, Xu Hui, Gao Ning (2023) Pseudomonas NRCB010-metabolitoj induktas specifajn tomatajn radiksudaĵojn por plibonigi rizosferkoloniigon. 13(5):664
Zhou Chao, Li Shuai, Zheng Yong, Lei Peng, Chen Yong, Ying Hua, Gao Ning (2022) Alt-energia fosfata kombinaĵo antaŭenigas laktukokreskon plibonigante fotosintezon, kreskon kaj induktadon de procezoj rilataj al sistema stabileco. Journal of Soil Science and Plant Nutrition 22(2):1955–1969
Zhou X, Shen H, Yan X, Ma X, Leng J, Sun Y, Gao N (2024a) Acetoino antaŭenigas plantkreskon kaj mildigas salstreson en laktukplantidoj per aktivigo de metabolaj vojoj. Plants-Basel 13(23):3312
Zhou Chao, Zheng Yong, Leng Jun, Ma Chao, Niu Hui, Chen Yong, Ying Hui, Gao Ning (2024b) Efikoj de eksogena kadaverina fosfato sur kreskon, fotosintezon kaj genan esprimon en laktukplantidoj. Ĉina Revuo pri Pedologio kaj Plantnutrado 24(1):537–546
Ni esprimas nian sinceran dankon al la Alt-Efikeca Komputada Centro de la Teknologia Universitato de Nankingo pro la provizado al ni de komputilaj rimedoj.
Ĉi tiun esploradon subtenis la Nacia Naturscienca Fonduso de Ĉinio (32172673 kaj 31972503) kaj la Projekto de la Studenta Novigado kaj Entreprenemo-Trejnada Platformo de la Teknologia Universitato de Nankingo (2025DC0047, 2025DC1680, 2025DC1682).
Fako de Bioteknologio kaj Farmacia Inĝenierarto, Teknologia Universitato de Nankingo, Nankingo 211816, Ĉinio
Provinca Ŝlosila Laboratorio de Atmosfera Medio-Monitorado kaj Polukontrolo de Ĝjangsuo, Kunlabora Noviga Centro por Atmosfera Medio kaj Ekipaĵa Teknologio, Lernejo de Media Scienco kaj Inĝenierarto, Nankinga Universitato de Informadiko kaj Teknologio, Nankingo 210044, Ĉinio
Konceptigo, Shanshan Li; Datenkuracado: Xiyue Sha, Shanshan Li, Hui Shen; Formala analizo, Fangfang Ren kaj Xin Tao; Financakiro: Nan Gao, Weiye Chen, Xiyue Sha, kaj Zhuorui Li; Metodologio, Fangfang Ren kaj Weiye Chen; Projektadministrado, Nan Gao; Skribo - originala skizo, Fangfang Ren kaj Hui Shen; Skribo, recenzo kaj redaktado: Weishou Shen, Hui Shen, kaj Nan Gao.
Springer Nature restas neŭtrala rilate al teritoriaj postuloj kaj instituciaj alligitecoj en publikigitaj mapoj.
Springer Nature aŭ ĝiaj licencistoj (ekz. asocioj aŭ aliaj partneroj) tenas ekskluzivan kopirajton pri ĉi tiu artikolo laŭ eldonaj interkonsentoj kun la aŭtoroj aŭ aliaj kopirajtuloj; mem-afiŝado de akceptitaj manuskriptaj versioj de ĉi tiu artikolo fare de aŭtoroj estas tute submetita al la kondiĉoj de tiaj eldonaj interkonsentoj kaj aplikebla juro.