Genetic Regulatory Networks for Salt-Alkali Stress in Gossypium hirsutum With Differing Morphological Characteristics
Creators
- 1. Cotton Research Institute
- 2. Chinese Academy of Agricultural Sciences
Description
Abstract Background Cotton grows in altering environments that are often unfavorable or stressful for its growth and development. Consequently, the plant must cope with abiotic stresses such as soil salinity, drought, and excessive temperatures. Alkali-salt stress response remains a cumbersome biological process and is regulated via a multifaceted transcriptional regulatory network in cotton Results To discover the molecular mechanisms of alkali-salt stress response in cotton, a comprehensive transcriptome analysis was carried out after alkali-salt stress treatment in three accessions of Gossypium hirsutum with contrasting phenotype. Expression level analysis proved that alkali-salt stress response presented significant stage-specific and tissue-specific. GO enrichment analysis typically suggested that signal transduction process involved in salt-alkali stress response at SS3 and SS12 stages in leaf; carbohydrate metabolic process and oxidation-reduction process involved in SS48 stages in leaf; the oxidation-reduction process involved at all three phases in the root. The Co-expression analysis suggested a potential GhSOS3/GhCBL10-SOS2 network was involved in salt-alkali stress response. Furthermore, Salt-alkali sensitivity was increased in GhSOS3 and GhCBL10 Virus-induced Gene Silencing (VIGS) plants. Conclusion The findings may facilitate to elucidate the underlying mechanisms of alkali-salt stress response and provide an available resource to scrutinize the role of candidate genes and signaling pathway governing alkali-salt stress response
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
خلفية مجردة ينمو القطن في بيئات متغيرة غالبًا ما تكون غير مواتية أو مرهقة لنموه وتطوره. وبالتالي، يجب على النبات التعامل مع الضغوط اللاأحيائية مثل ملوحة التربة والجفاف ودرجات الحرارة المفرطة. تظل استجابة إجهاد الملح القلوي عملية بيولوجية مرهقة ويتم تنظيمها عبر شبكة تنظيمية متعددة الأوجه للنسخ في القطن النتائج لاكتشاف الآليات الجزيئية لاستجابة إجهاد الملح القلوي في القطن، تم إجراء تحليل شامل للنسخ بعد علاج إجهاد الملح القلوي في ثلاثة ملحقات من غوسيبيوم هيرسوتوم مع النمط الظاهري المتباين. أثبت تحليل مستوى التعبير أن استجابة إجهاد الملح القلوي قدمت مرحلة محددة كبيرة وأنسجة محددة. اقترح تحليل إثراء GO عادةً أن عملية نقل الإشارة المشاركة في استجابة إجهاد الملح والقلويات في مراحل SS3 و SS12 في الورقة ؛ عملية التمثيل الغذائي للكربوهيدرات وعملية تقليل الأكسدة المشاركة في مراحل SS48 في الورقة ؛ عملية تقليل الأكسدة المشاركة في جميع المراحل الثلاث في الجذر. اقترح تحليل التعبير المشترك أن شبكة GhSOS3/GhCBL10 - SOS2 المحتملة شاركت في الاستجابة للإجهاد بالملح والقلويات. علاوة على ذلك، زادت حساسية الملح والقلويات في نباتات إسكات الجينات (VIGS) التي يسببها فيروس GhSOS3 و GhCBL10. الاستنتاج قد تسهل النتائج توضيح الآليات الأساسية للاستجابة للإجهاد القلوي الملح وتوفير مورد متاح للتدقيق في دور الجينات المرشحة ومسار الإشارة الذي يحكم الاستجابة للإجهاد القلوي الملحTranslated Description (French)
Résumé Contexte Le coton pousse dans des environnements changeants qui sont souvent défavorables ou stressants pour sa croissance et son développement. Par conséquent, la plante doit faire face à des stress abiotiques tels que la salinité du sol, la sécheresse et les températures excessives. La réponse au stress alcalin-sel reste un processus biologique lourd et est régulée via un réseau de régulation transcriptionnelle à multiples facettes dans le coton. Résultats Pour découvrir les mécanismes moléculaires de la réponse au stress alcalin-sel dans le coton, une analyse complète du transcriptome a été réalisée après traitement du stress alcalin-sel dans trois accessions de Gossypium hirsutum avec un phénotype contrasté. L'analyse du niveau d'expression a prouvé que la réponse au stress alcalin-salifère présentait un stade spécifique significatif et un tissu spécifique. L'analyse de l'enrichissement GO suggère généralement que le processus de transduction du signal impliqué dans la réponse au stress sel-alcali aux stades SS3 et SS12 dans la feuille ; le processus métabolique des glucides et le processus d'oxydo-réduction impliqués dans les stades SS48 dans la feuille ; le processus d'oxydo-réduction impliqué aux trois phases dans la racine. L'analyse de co-expression a suggéré qu'un réseau potentiel GhSOS3/GhCBL10-SOS2 était impliqué dans la réponse au stress sel-alcali. De plus, la sensibilité sel-alcali a été augmentée dans les plantes GhSOS3 et GhCBL10 Virus-induced Gene Silencing (VIGS). Conclusion Les résultats peuvent faciliter l'élucidation des mécanismes sous-jacents de la réponse au stress alcalin-sel et fournir une ressource disponible pour examiner le rôle des gènes candidats et la voie de signalisation régissant la réponse au stress alcalin-selTranslated Description (Spanish)
Antecedentes abstractos El algodón crece en entornos cambiantes que a menudo son desfavorables o estresantes para su crecimiento y desarrollo. En consecuencia, la planta debe hacer frente a tensiones abióticas como la salinidad del suelo, la sequía y las temperaturas excesivas. La respuesta al estrés por sales alcalinas sigue siendo un proceso biológico engorroso y se regula a través de una red reguladora transcripcional multifacética en el algodón Resultados Para descubrir los mecanismos moleculares de la respuesta al estrés por sales alcalinas en el algodón, se llevó a cabo un análisis exhaustivo del transcriptoma después del tratamiento de estrés por sales alcalinas en tres accesiones de Gossypium hirsutum con fenotipo contrastante. El análisis del nivel de expresión demostró que la respuesta al estrés de la sal alcalina presentó una etapa específica significativa y específica del tejido. El análisis de enriquecimiento de GO generalmente sugirió que el proceso de transducción de señales involucrado en la respuesta al estrés salino-alcalino en las etapas SS3 y SS12 en la hoja; el proceso metabólico de carbohidratos y el proceso de oxidación-reducción involucrado en las etapas SS48 en la hoja; el proceso de oxidación-reducción involucrado en las tres fases en la raíz. El análisis de coexpresión sugirió que una posible red GhSOS3/GhCBL10-SOS2 estaba involucrada en la respuesta al estrés salino-alcalino. Además, la sensibilidad a los álcalis salinos aumentó en las plantas de silenciamiento génico inducido por el virus GhSOS3 y GhCBL10 (VIGS). Conclusión Los hallazgos pueden facilitar la elucidación de los mecanismos subyacentes de la respuesta al estrés de las sales alcalinas y proporcionar un recurso disponible para examinar el papel de los genes candidatos y la vía de señalización que rige la respuesta al estrés de las sales alcalinasFiles
v1.pdf.pdf
Files
(1.9 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:8de5a5d7850d981e8be57b4767e2555f
|
1.9 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- الشبكات التنظيمية الوراثية للإجهاد القلوي والملح في غوسيبيوم هيرسوتوم مع خصائص مورفولوجية مختلفة
- Translated title (French)
- Réseaux de régulation génétique du stress sel-alcali chez Gossypium hirsutum avec des caractéristiques morphologiques différentes
- Translated title (Spanish)
- Redes reguladoras genéticas para el estrés salino-alcalino en Gossypium hirsutum con diferentes características morfológicas
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4252209379
- DOI
- 10.21203/rs.2.12440/v1
References
- https://openalex.org/W2753362039