Published May 26, 2017
| Version v1
Publication
Open
Salt stress responsiveness of a wild cotton species (Gossypium klotzschianum) based on transcriptomic analysis
Creators
- 1. Cotton Research Institute
- 2. Huazhong Agricultural University
Description
Cotton is a pioneer of saline land crop, while salt stress still causes its growth inhibition and fiber production decrease. Phenotype identification showed better salt tolerance of a wild diploid cotton species Gossypium klotzschianum. To elucidate the salt-tolerant mechanisms in G. klotzschianum, we firstly detected the changes in hormones, H2O2 and glutathione (GSSH and GSH), then investigated the gene expression pattern of roots and leaves treated with 300 mM NaCl for 0, 3, 12, 48 h, and each time control by RNA-seq on the Illumina-Solexa platform. Physiological determination proved that the significant increase in hormone ABA at 48 h, while that in H2O2 was at 12 h, likewise, the GSH content decrease at 48 h and the GSSH content increase at 48 h, under salt stress. In total, 37,278 unigenes were identified from the transcriptome data, 8,312 and 6,732 differentially expressed genes (DEGs) were discovered to be involved in salt stress tolerance in roots and leaves, respectively. Gene function annotation and expression analysis elucidated hormone biosynthesis and signal transduction, reactive oxygen species (ROS), and salt overly sensitive (SOS) signal transduction related genes revealed the important roles of them in signal transmission, oxidation balance and ion homeostasis in response to salinity stress. This is a report which focuses on primary response to highly salty stress (upto 300 mM NaCl) in cotton using a wild diploid Gossypium species, broadening our understanding of the salt tolerance mechanism in cotton and laying a solid foundation of salt resistant for the genetic improvement of upland cotton with the resistance to salt stress.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
يعد القطن رائدًا في محصول الأراضي المالحة، في حين أن الإجهاد الملحي لا يزال يتسبب في تثبيط نموه وانخفاض إنتاج الألياف. أظهر تحديد النمط الظاهري تحملاً أفضل للملح لأنواع القطن البري ثنائي الصيغة الصبغية Gossypium klotzschianum. لتوضيح آليات تحمل الملح في G. klotzschianum، اكتشفنا أولاً التغيرات في الهرمونات و H2O2 والجلوتاثيون (GSSH و GSH)، ثم تحققنا من نمط التعبير الجيني للجذور والأوراق المعالجة بـ 300 ملي كلوريد الصوديوم لمدة 0 و 3 و 12 و 48 ساعة، وفي كل مرة يتحكم فيها الحمض النووي الريبي على منصة Illumina - Solexa. أثبت التحديد الفسيولوجي أن الزيادة الكبيرة في هرمون ABA عند 48 ساعة، بينما كان ذلك في H2O2 عند 12 ساعة، وبالمثل، ينخفض محتوى GSH عند 48 ساعة ويزيد محتوى GSSH عند 48 ساعة، تحت إجهاد الملح. في المجموع، تم تحديد 37278 جينًا أحاديًا من بيانات النسخ، وتم اكتشاف 8،312 و 6،732 جينًا معبرًا عنها بشكل تفاضلي (DEGs) تشارك في تحمل إجهاد الملح في الجذور والأوراق، على التوالي. أوضح شرح الوظيفة الجينية وتحليل التعبير التخليق الحيوي للهرمون ونقل الإشارة، وأنواع الأكسجين التفاعلية (ROS)، والجينات ذات الصلة بتوصيل إشارة الملح المفرط الحساسية (SOS) الأدوار المهمة لها في نقل الإشارة وتوازن الأكسدة واستقرار الأيونات استجابةً لإجهاد الملوحة. هذا تقرير يركز على الاستجابة الأولية للإجهاد شديد الملوحة (حتى 300 مللي مولار من كلوريد الصوديوم) في القطن باستخدام أنواع غوسيبيوم ثنائية الصيغة الصبغية البرية، مما يوسع فهمنا لآلية تحمل الملح في القطن ويضع أساسًا صلبًا مقاومًا للملح من أجل التحسين الجيني للقطن المرتفع مع مقاومة إجهاد الملح.Translated Description (French)
Le coton est un pionnier de la culture de terres salines, tandis que le stress salin provoque toujours son inhibition de la croissance et la diminution de la production de fibres. L'identification du phénotype a montré une meilleure tolérance au sel d'une espèce de coton diploïde sauvage Gossypium klotzschianum. Pour élucider les mécanismes de tolérance au sel chez G. klotzschianum, nous avons d'abord détecté les changements dans les hormones, H2O2 et le glutathion (GSSH et GSH), puis étudié le modèle d'expression génique des racines et des feuilles traitées avec 300 mM NaCl pendant 0, 3, 12, 48 h, et à chaque fois le contrôle par ARN-seq sur la plateforme Illumina-Solexa. La détermination physiologique a prouvé que l'augmentation significative de l'hormone ABA à 48 h, alors que celle de H2O2 était à 12 h, de même, la teneur en GSH diminue à 48 h et la teneur en GSSH augmente à 48 h, sous stress salin. Au total, 37 278 unigènes ont été identifiés à partir des données du transcriptome, 8 312 et 6 732 gènes exprimés de manière différentielle (DEG) ont été découverts comme étant impliqués dans la tolérance au stress salin dans les racines et les feuilles, respectivement. L'annotation de la fonction génique et l'analyse de l'expression ont élucidé la biosynthèse des hormones et la transduction du signal, les espèces réactives de l'oxygène (ROS) et les gènes liés à la transduction du signal trop sensibles au sel (SOS) ont révélé leurs rôles importants dans la transmission du signal, l'équilibre d'oxydation et l'homéostasie ionique en réponse au stress salin. Il s'agit d'un rapport qui se concentre sur la réponse primaire au stress hautement salé (jusqu'à 300 mM NaCl) dans le coton en utilisant une espèce diploïde sauvage de Gossypium, élargissant notre compréhension du mécanisme de tolérance au sel dans le coton et posant une base solide de résistance au sel pour l'amélioration génétique du coton des hautes terres avec la résistance au stress salin.Translated Description (Spanish)
El algodón es pionero en los cultivos terrestres salinos, mientras que el estrés salino sigue causando la inhibición de su crecimiento y la disminución de la producción de fibra. La identificación del fenotipo mostró una mejor tolerancia a la sal de una especie de algodón diploide silvestre, Gossypium klotzschianum. Para dilucidar los mecanismos de tolerancia a la sal en G. klotzschianum, primero detectamos los cambios en las hormonas, H2O2 y glutatión (GSSH y GSH), luego investigamos el patrón de expresión génica de raíces y hojas tratadas con NaCl 300 mM durante 0, 3, 12, 48 h, y cada vez controlamos por ARN-seq en la plataforma Illumina-Solexa. La determinación fisiológica demostró que el aumento significativo en la hormona ABA a las 48 h, mientras que en H2O2 fue a las 12 h, así mismo, el contenido de GSH disminuye a las 48 h y el contenido de GSSH aumenta a las 48 h, bajo estrés salino. En total, se identificaron 37,278 unigenes a partir de los datos del transcriptoma, se descubrió que 8,312 y 6,732 genes expresados diferencialmente (DEG) estaban involucrados en la tolerancia al estrés salino en raíces y hojas, respectivamente. La anotación de la función génica y el análisis de la expresión dilucidaron la biosíntesis hormonal y la transducción de señales, las especies reactivas de oxígeno (ROS) y los genes relacionados con la transducción de señales excesivamente sensibles a la sal (SOS) revelaron los importantes papeles que desempeñan en la transmisión de señales, el equilibrio de oxidación y la homeostasis iónica en respuesta al estrés por salinidad. Este es un informe que se centra en la respuesta primaria al estrés altamente salino (hasta 300 mM de NaCl) en el algodón utilizando una especie de Gossypium diploide silvestre, ampliando nuestra comprensión del mecanismo de tolerancia a la sal en el algodón y sentando una base sólida de resistencia a la sal para la mejora genética del algodón de tierras altas con resistencia al estrés salino.Files
journal.pone.0178313&type=printable.pdf
Files
(15.0 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:a5c60be5faf41ed02990f82fffd13da8
|
15.0 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- استجابة إجهاد الملح لأنواع القطن البري (Gossypium klotzschianum) بناءً على تحليل النسخ
- Translated title (French)
- Réactivité au stress salin d'une espèce de coton sauvage (Gossypium klotzschianum) sur la base d'une analyse transcriptomique
- Translated title (Spanish)
- Capacidad de respuesta al estrés salino de una especie silvestre de algodón (Gossypium klotzschianum) basada en el análisis transcriptómico
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2619818842
- DOI
- 10.1371/journal.pone.0178313
References
- https://openalex.org/W1232718476
- https://openalex.org/W1545342045
- https://openalex.org/W1799149880
- https://openalex.org/W1856559942
- https://openalex.org/W1880901588
- https://openalex.org/W1902612187
- https://openalex.org/W1947069830
- https://openalex.org/W1953302003
- https://openalex.org/W1958499792
- https://openalex.org/W1963843265
- https://openalex.org/W1965136593
- https://openalex.org/W1970660129
- https://openalex.org/W1974116356
- https://openalex.org/W1976182511
- https://openalex.org/W1978838242
- https://openalex.org/W1996293669
- https://openalex.org/W1997301069
- https://openalex.org/W2004666822
- https://openalex.org/W2004864808
- https://openalex.org/W2018119640
- https://openalex.org/W2019807106
- https://openalex.org/W2022290525
- https://openalex.org/W2029628270
- https://openalex.org/W2030625477
- https://openalex.org/W2033611197
- https://openalex.org/W2036525745
- https://openalex.org/W2036623624
- https://openalex.org/W2037930873
- https://openalex.org/W2040811909
- https://openalex.org/W2042894563
- https://openalex.org/W2043203803
- https://openalex.org/W2046223773
- https://openalex.org/W2055139270
- https://openalex.org/W2056554121
- https://openalex.org/W2058745821
- https://openalex.org/W2058769857
- https://openalex.org/W2060041263
- https://openalex.org/W2067965715
- https://openalex.org/W2068674729
- https://openalex.org/W2082258030
- https://openalex.org/W2084393832
- https://openalex.org/W2085766557
- https://openalex.org/W2093776734
- https://openalex.org/W2097375900
- https://openalex.org/W2105399281
- https://openalex.org/W2105474942
- https://openalex.org/W2107781914
- https://openalex.org/W2109098136
- https://openalex.org/W2113298484
- https://openalex.org/W2116808860
- https://openalex.org/W2117276379
- https://openalex.org/W2117304765
- https://openalex.org/W2118482914
- https://openalex.org/W2124150183
- https://openalex.org/W2128708411
- https://openalex.org/W2130527652
- https://openalex.org/W2133790733
- https://openalex.org/W2135793165
- https://openalex.org/W2136142719
- https://openalex.org/W2137057701
- https://openalex.org/W2138032440
- https://openalex.org/W2138193175
- https://openalex.org/W2140271910
- https://openalex.org/W2140729960
- https://openalex.org/W2140791476
- https://openalex.org/W2142175676
- https://openalex.org/W2142707867
- https://openalex.org/W2144430955
- https://openalex.org/W2147626455
- https://openalex.org/W2150015388
- https://openalex.org/W2151214668
- https://openalex.org/W2151882908
- https://openalex.org/W2152239989
- https://openalex.org/W2152828187
- https://openalex.org/W2153216467
- https://openalex.org/W2156750195
- https://openalex.org/W2157088050
- https://openalex.org/W2158296600
- https://openalex.org/W2158740455
- https://openalex.org/W2159068519
- https://openalex.org/W2160265887
- https://openalex.org/W2163337258
- https://openalex.org/W2164386539
- https://openalex.org/W2167737093
- https://openalex.org/W2169887349
- https://openalex.org/W2182016599
- https://openalex.org/W2411017948
- https://openalex.org/W917251577