Published February 8, 2022 | Version v1
Publication Open

Transcriptome Analysis Revealed the Mechanisms Involved in Ultrasonic Seed Treatment-Induced Aluminum Tolerance in Peanut

Creators

  • 1. Zhongkai University of Agriculture and Engineering
  • 2. University of Education
  • 3. University of Okara
  • 4. South China Agricultural University

Description

Ultrasonic (US) treatment is an efficient method to induce crop tolerance against heavy metal toxicity; however, US-induced aluminum (Al) tolerance in peanuts was rarely studied. This study was comprised of two treatments, namely, CK, without ultrasonic treatment, and US, an ultrasonic seed treatment, for 15 min. Both treated and non-treated treatments were applied with Al in the form of AlCl3.18H2O at 5 mmol L-1 in Hoagland solution at one leaf stage. Results depicted that plant height, main root length, and number of lateral roots increased significantly under US treatment. Transcriptome analysis revealed that plant hormone signal transduction and transcription factors (TFs) were significantly enriched in the differentially expressed genes (DEGs) in US treatment, and the plant hormones were measured, including salicylic acid (SA) and abscisic acid (ABA) contents, were substantially increased, while indole acetic acid (IAA) and jasmonic acid (JA) contents were decreased significantly in US treatment. The TFs were verified using quantitative real-time (qRT)-PCR, and it was found that multiple TFs genes were significantly upregulated in US treatment, and ALMT9 and FRDL1 genes were also significantly upregulated in US treatment. Overall, the US treatment induced the regulation of hormone content and regulated gene expression by regulating TFs to improve Al tolerance in peanuts. This study provided a theoretical rationale for US treatment to improve Al tolerance in peanuts.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

المعالجة بالموجات فوق الصوتية (الولايات المتحدة) هي طريقة فعالة للحث على تحمل المحاصيل ضد سمية المعادن الثقيلة ؛ ومع ذلك، نادراً ما تمت دراسة تحمل الألومنيوم الناجم عن الولايات المتحدة في الفول السوداني. تألفت هذه الدراسة من علاجين، هما CK، بدون علاج بالموجات فوق الصوتية، و US، وهو علاج للبذور بالموجات فوق الصوتية، لمدة 15 دقيقة. تم تطبيق كل من العلاجات المعالجة وغير المعالجة باستخدام Al في شكل AlCl3.18H2O عند 5 مللي مول L -1 في محلول Hoagland في مرحلة ورقة واحدة. أوضحت النتائج أن ارتفاع النبات وطول الجذر الرئيسي وعدد الجذور الجانبية زادت بشكل كبير تحت العلاج بالولايات المتحدة. كشف تحليل الترانسكريبتوم أن نقل إشارة الهرمون النباتي وعوامل النسخ (TFs) تم إثراؤها بشكل كبير في الجينات المعبر عنها بشكل تفاضلي (DEGs) في العلاج بالولايات المتحدة، وتم قياس الهرمونات النباتية، بما في ذلك محتويات حمض الساليسيليك (SA) وحمض الأبسيسيك (ABA)، زادت بشكل كبير، في حين انخفضت محتويات حمض الإندول الأسيتيك (IAA) وحمض الجاسمونيك (JA) بشكل كبير في العلاج بالولايات المتحدة. تم التحقق من TFs باستخدام تفاعل البوليميراز المتسلسل الكمي في الوقت الفعلي (qRT)، ووجد أن جينات TFs المتعددة قد تم تنظيمها بشكل كبير في العلاج بالولايات المتحدة، كما تم تنظيم جينات ALMT9 و FRDL1 بشكل كبير في العلاج بالولايات المتحدة. بشكل عام، أدى العلاج في الولايات المتحدة إلى تنظيم محتوى الهرمونات والتعبير الجيني المنظم من خلال تنظيم TFs لتحسين تحمل Al في الفول السوداني. قدمت هذه الدراسة أساسًا منطقيًا نظريًا لعلاج الولايات المتحدة لتحسين تحمل Al في الفول السوداني.

Translated Description (French)

Le traitement par ultrasons (US) est une méthode efficace pour induire une tolérance des cultures contre la toxicité des métaux lourds ; cependant, la tolérance de l'aluminium (Al) induite par les États-Unis dans les arachides a rarement été étudiée. Cette étude était composée de deux traitements, à savoir, CK, sans traitement par ultrasons, et US, un traitement par germes ultrasonores, pendant 15 min. Des traitements traités et non traités ont été appliqués avec de l'Al sous forme de AlCl3.18H2O à 5 mmol L-1 dans une solution de Hoagland à un stade foliaire. Les résultats ont montré que la hauteur de la plante, la longueur des racines principales et le nombre de racines latérales augmentaient de manière significative sous traitement américain. L'analyse du transcriptome a révélé que les facteurs de transduction et de transcription du signal des hormones végétales (TF) étaient significativement enrichis en gènes exprimés de manière différentielle (DEG) dans le traitement aux États-Unis, et que les hormones végétales étaient mesurées, y compris les teneurs en acide salicylique (SA) et en acide abscissique (ABA), étaient considérablement augmentées, tandis que les teneurs en acide indole acétique (IAA) et en acide jasmonique (JA) étaient diminuées de manière significative dans le traitement aux États-Unis. Les TF ont été vérifiés à l'aide de la PCR quantitative en temps réel (qRT), et il a été constaté que plusieurs gènes TF étaient significativement régulés à la hausse dans le traitement américain, et que les gènes ALMT9 et FRDL1 étaient également significativement régulés à la hausse dans le traitement américain. Dans l'ensemble, le traitement américain a induit la régulation de la teneur en hormones et de l'expression des gènes régulés en régulant les TF pour améliorer la tolérance à l'Al chez les arachides. Cette étude a fourni une justification théorique du traitement américain pour améliorer la tolérance à l'Al chez les arachides.

Translated Description (Spanish)

El tratamiento ultrasónico (US) es un método eficiente para inducir la tolerancia de los cultivos contra la toxicidad de los metales pesados; sin embargo, rara vez se estudió la tolerancia al aluminio (Al) inducida por los EE. UU. en los cacahuetes. Este estudio estuvo compuesto por dos tratamientos, a saber, CK, sin tratamiento ultrasónico, y US, un tratamiento ultrasónico de semillas, durante 15 minutos. Tanto los tratamientos tratados como los no tratados se aplicaron con Al en forma de AlCl3.18H2O a 5 mmol L-1 en solución de Hoagland en una etapa de hoja. Los resultados mostraron que la altura de la planta, la longitud de la raíz principal y el número de raíces laterales aumentaron significativamente con el tratamiento con US. El análisis del transcriptoma reveló que la transducción de señales de hormonas vegetales y los factores de transcripción (TF) se enriquecieron significativamente en los genes expresados diferencialmente (DEG) en el tratamiento con US, y se midieron las hormonas vegetales, incluidos los contenidos de ácido salicílico (SA) y ácido abscísico (ABA), aumentaron sustancialmente, mientras que los contenidos de ácido indolacético (IAA) y ácido jasmónico (JA) disminuyeron significativamente en el tratamiento con US. Los TF se verificaron utilizando PCR cuantitativa en tiempo real (qRT), y se encontró que múltiples genes de TF estaban significativamente regulados al alza en el tratamiento con US, y los genes ALMT9 y FRDL1 también estaban significativamente regulados al alza en el tratamiento con US. En general, el tratamiento de EE. UU. indujo la regulación del contenido hormonal y la expresión génica regulada mediante la regulación de los FT para mejorar la tolerancia al Al en los cacahuetes. Este estudio proporcionó una justificación teórica para el tratamiento de EE. UU. para mejorar la tolerancia al Al en los cacahuetes.

Files

pdf.pdf

Files (3.4 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:d5896d2126bda7879dde5d156e0eaf6f
3.4 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
كشف تحليل Transcriptome عن الآليات المشاركة في تحمل الألمنيوم المستحث بمعالجة البذور بالموجات فوق الصوتية في الفول السوداني
Translated title (French)
L'analyse du transcriptome a révélé les mécanismes impliqués dans la tolérance à l'aluminium induite par le traitement des semences par ultrasons chez les arachides
Translated title (Spanish)
El análisis del transcriptoma reveló los mecanismos involucrados en la tolerancia al aluminio inducida por el tratamiento ultrasónico de semillas en el maní

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4210940301
DOI
10.3389/fpls.2021.807021

Is supplement to
https://openalex.org/W2921373598 (Other)
https://openalex.org/W2776872438 (Other)
https://openalex.org/W2098231620 (Other)
https://openalex.org/W2085369572 (Other)
https://openalex.org/W2053553100 (Other)
https://openalex.org/W2046638672 (Other)
https://openalex.org/W2009368340 (Other)
https://openalex.org/W1982284749 (Other)
https://openalex.org/W1969828950 (Other)
https://openalex.org/W1686238418 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Pakistan

References

  • https://openalex.org/W1977919896
  • https://openalex.org/W1980069761
  • https://openalex.org/W1988696193
  • https://openalex.org/W1995500412
  • https://openalex.org/W2005160439
  • https://openalex.org/W2005706416
  • https://openalex.org/W2008047164
  • https://openalex.org/W2021054469
  • https://openalex.org/W2031804221
  • https://openalex.org/W2062251668
  • https://openalex.org/W2064230069
  • https://openalex.org/W2065646015
  • https://openalex.org/W2075605551
  • https://openalex.org/W2078070032
  • https://openalex.org/W2082645633
  • https://openalex.org/W2089887253
  • https://openalex.org/W2110231381
  • https://openalex.org/W2116784531
  • https://openalex.org/W2133371629
  • https://openalex.org/W2133444932
  • https://openalex.org/W2135418798
  • https://openalex.org/W2139367650
  • https://openalex.org/W2151095853
  • https://openalex.org/W2161297607
  • https://openalex.org/W2292407865
  • https://openalex.org/W2348082442
  • https://openalex.org/W2369786053
  • https://openalex.org/W2382079270
  • https://openalex.org/W2387930571
  • https://openalex.org/W2389083582
  • https://openalex.org/W2520694479
  • https://openalex.org/W2527960666
  • https://openalex.org/W2549529654
  • https://openalex.org/W2560341698
  • https://openalex.org/W2578605582
  • https://openalex.org/W2593142637
  • https://openalex.org/W2607424436
  • https://openalex.org/W2612698400
  • https://openalex.org/W2623025015
  • https://openalex.org/W2741924501
  • https://openalex.org/W2742309915
  • https://openalex.org/W2753566631
  • https://openalex.org/W2762295152
  • https://openalex.org/W2811491069
  • https://openalex.org/W2883190591
  • https://openalex.org/W2894890066
  • https://openalex.org/W2895353579
  • https://openalex.org/W2899668272
  • https://openalex.org/W2904899608
  • https://openalex.org/W2916087356
  • https://openalex.org/W2919041066
  • https://openalex.org/W2922995768
  • https://openalex.org/W2942511419
  • https://openalex.org/W2974186573
  • https://openalex.org/W2982703216
  • https://openalex.org/W2986267908
  • https://openalex.org/W2987283690
  • https://openalex.org/W3007078547
  • https://openalex.org/W3012592258
  • https://openalex.org/W3025630370
  • https://openalex.org/W3037711538
  • https://openalex.org/W3089780791
  • https://openalex.org/W3092315135
  • https://openalex.org/W3093818677
  • https://openalex.org/W3111704844
  • https://openalex.org/W3113311885
  • https://openalex.org/W3136033810
  • https://openalex.org/W3156716536
  • https://openalex.org/W3165542320
  • https://openalex.org/W3199514665
  • https://openalex.org/W4245166984