Published September 1, 2020
| Version v1
Publication
Open
Auxin regulation and MdPIN expression during adventitious root initiation in apple cuttings
- 1. Jiangsu Academy of Agricultural Sciences
- 2. Institute of Pomology
- 3. Nanjing Agricultural University
- 4. University of Tennessee at Knoxville
Description
Adventitious root (AR) formation is critical for the efficient propagation of elite horticultural and forestry crops. Despite decades of research, the cellular processes and molecular mechanisms underlying AR induction in woody plants remain obscure. We examined the details of AR formation in apple (Malus domestica) M.9 rootstock, the most widely used dwarf rootstock for intensive production, and investigated the role of polar auxin transport in postembryonic organogenesis. AR formation begins with a series of founder cell divisions and elongation of the interfascicular cambium adjacent to vascular tissues. This process is associated with a relatively high indole acetic acid (IAA) content and hydrolysis of starch grains. Exogenous auxin treatment promoted this cell division, as well as the proliferation and reorganization of the endoplasmic reticulum and Golgi membrane. In contrast, treatment with the auxin transport inhibitor N-1-naphthylphthalamic acid (NPA) inhibited cell division in the basal region of the cuttings and resulted in abnormal cell divisions during the early stage of AR formation. In addition, PIN-FORMED (PIN) transcripts were differentially expressed throughout the whole AR development process. We also detected upregulation of MdPIN8 and MdPIN10 during induction; upregulation of MdPIN4, MdPIN5, and MdPIN8 during extension; and upregulation of all MdPINs during AR initiation. This research provides an improved understanding of the cellular and molecular underpinnings of the AR process in woody plants.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
يعد تكوين الجذر المفاجئ أمرًا بالغ الأهمية للإكثار الفعال لمحاصيل النخبة البستانية والحرجية. على الرغم من عقود من البحث، لا تزال العمليات الخلوية والآليات الجزيئية الكامنة وراء تحريض الواقع المعزز في النباتات الخشبية غامضة. فحصنا تفاصيل تكوين AR في جذر التفاح (Malus domestica) M.9، وهو جذر القزم الأكثر استخدامًا على نطاق واسع للإنتاج المكثف، ودرسنا دور نقل الأوكسين القطبي في تكوين الأعضاء بعد الجنين. يبدأ تكوين الواقع المعزز بسلسلة من انقسامات الخلايا المؤسِسة واستطالة الكامبيوم بين الحزم المجاورة للأنسجة الوعائية. ترتبط هذه العملية بمحتوى مرتفع نسبيًا من حمض الإندول أسيتيك (IAA) والتحلل المائي لحبوب النشا. عزز علاج الأوكسين الخارجي هذا الانقسام الخلوي، بالإضافة إلى تكاثر وإعادة تنظيم الشبكة الإندوبلازمية وغشاء جولجي. في المقابل، أدى العلاج باستخدام مثبط نقل الأوكسين N -1 - naphthylphthalamic acid (NPA) إلى تثبيط انقسام الخلايا في المنطقة القاعدية من القطع وأدى إلى انقسامات غير طبيعية للخلايا خلال المرحلة المبكرة من تكوين AR. بالإضافة إلى ذلك، تم التعبير عن نصوص PIN - FORMED (PIN) بشكل مختلف طوال عملية تطوير AR بأكملها. اكتشفنا أيضًا إعادة تنظيم MdPIN8 و MdPIN10 أثناء الحث ؛ إعادة تنظيم MdPIN4 و MdPIN5 و MdPIN8 أثناء التمديد ؛ وإعادة تنظيم جميع MdPINs أثناء بدء الواقع المعزز. يوفر هذا البحث فهمًا أفضل للأسس الخلوية والجزيئية لعملية الواقع المعزز في النباتات الخشبية.Translated Description (French)
La formation de racines adventices (RA) est essentielle à la propagation efficace des cultures horticoles et forestières d'élite. Malgré des décennies de recherche, les processus cellulaires et les mécanismes moléculaires sous-jacents à l'induction de la RA chez les plantes ligneuses restent obscurs. Nous avons examiné les détails de la formation d'AR chez le porte-greffe de pomme (Malus domestica) M.9, le porte-greffe nain le plus largement utilisé pour la production intensive, et étudié le rôle du transport des auxines polaires dans l'organogenèse postembryonnaire. La formation de RA commence par une série de divisions cellulaires fondatrices et d'allongement du cambium interfasciculaire adjacent aux tissus vasculaires. Ce processus est associé à une teneur relativement élevée en acide indole acétique (IAA) et à l'hydrolyse des grains d'amidon. Le traitement à l'auxine exogène a favorisé cette division cellulaire, ainsi que la prolifération et la réorganisation du réticulum endoplasmique et de la membrane de Golgi. En revanche, le traitement avec l'inhibiteur du transport des auxines, l'acide N-1-naphtylphtalamique (NPA), a inhibé la division cellulaire dans la région basale des boutures et a entraîné des divisions cellulaires anormales au stade précoce de la formation des AR. En outre, les transcrits PIN-FORMED (PIN) ont été exprimés différemment tout au long du processus de développement de la RA. Nous avons également détecté une régulation à la hausse de MdPIN8 et MdPIN10 pendant l'induction ; une régulation à la hausse de MdPIN4, MdPIN5 et MdPIN8 pendant l'extension ; et une régulation à la hausse de tous les MdPIN pendant l'initiation de la RA. Cette recherche fournit une meilleure compréhension des fondements cellulaires et moléculaires du processus de RA dans les plantes ligneuses.Translated Description (Spanish)
La formación de raíces adventicias (RA) es fundamental para la propagación eficiente de los cultivos hortícolas y forestales de élite. A pesar de décadas de investigación, los procesos celulares y los mecanismos moleculares subyacentes a la inducción de AR en plantas leñosas siguen siendo desconocidos. Examinamos los detalles de la formación de AR en el portainjerto M.9 de manzana (Malus domestica), el portainjerto enano más utilizado para la producción intensiva, e investigamos el papel del transporte de auxinas polares en la organogénesis postembrionaria. La formación de AR comienza con una serie de divisiones celulares fundadoras y el alargamiento del cambium interfascicular adyacente a los tejidos vasculares. Este proceso se asocia con un contenido relativamente alto de ácido indolacético (IAA) y la hidrólisis de los granos de almidón. El tratamiento con auxina exógena promovió esta división celular, así como la proliferación y reorganización del retículo endoplasmático y la membrana de Golgi. Por el contrario, el tratamiento con el inhibidor del transporte de auxinas ácido N-1-naftilftalámico (NPA) inhibió la división celular en la región basal de los esquejes y dio como resultado divisiones celulares anormales durante la etapa temprana de la formación de AR. Además, las transcripciones de PIN-FORMED (PIN) se expresaron diferencialmente a lo largo de todo el proceso de desarrollo de AR. También detectamos regulación positiva de MdPIN8 y MdPIN10 durante la inducción; regulación positiva de MdPIN4, MdPIN5 y MdPIN8 durante la extensión; y regulación positiva de todos los MdPIN durante el inicio de la AR. Esta investigación proporciona una mejor comprensión de los fundamentos celulares y moleculares del proceso de RA en plantas leñosas.Files
s41438-020-00364-3.pdf.pdf
Files
(2.1 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:0c683f92c8078399d577c1820e46e236
|
2.1 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تنظيم Auxin وتعبير MdPIN أثناء بدء الجذر الظاهري في قصاصات التفاح
- Translated title (French)
- Régulation de l'auxine et expression de MdPIN lors de l'initiation adventice des racines dans les boutures de pommes
- Translated title (Spanish)
- Regulación de auxina y expresión de MdPIN durante el inicio de la raíz adventicia en esquejes de manzana
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3081847993
- DOI
- 10.1038/s41438-020-00364-3
References
- https://openalex.org/W1534171537
- https://openalex.org/W1835297444
- https://openalex.org/W1968079819
- https://openalex.org/W1974365638
- https://openalex.org/W2024775906
- https://openalex.org/W2031213514
- https://openalex.org/W2033080103
- https://openalex.org/W2038818582
- https://openalex.org/W2045520134
- https://openalex.org/W2050652547
- https://openalex.org/W2053081478
- https://openalex.org/W2053826886
- https://openalex.org/W2065500740
- https://openalex.org/W2069267621
- https://openalex.org/W2086901946
- https://openalex.org/W2090768206
- https://openalex.org/W2091407052
- https://openalex.org/W2094859463
- https://openalex.org/W2099540110
- https://openalex.org/W2107277218
- https://openalex.org/W2133671289
- https://openalex.org/W2143244685
- https://openalex.org/W2144036506
- https://openalex.org/W2145754788
- https://openalex.org/W2154359837
- https://openalex.org/W2155359634
- https://openalex.org/W2157239219
- https://openalex.org/W2158173168
- https://openalex.org/W2162362683
- https://openalex.org/W2165295937
- https://openalex.org/W2171358926
- https://openalex.org/W2192080449
- https://openalex.org/W2273321934
- https://openalex.org/W2530008963
- https://openalex.org/W2577217354
- https://openalex.org/W2593588328
- https://openalex.org/W2623025015
- https://openalex.org/W2727176899
- https://openalex.org/W2752785786
- https://openalex.org/W2760052580
- https://openalex.org/W2765135167
- https://openalex.org/W2780674568
- https://openalex.org/W2788984119
- https://openalex.org/W2790648245
- https://openalex.org/W2799302999
- https://openalex.org/W2803767953
- https://openalex.org/W2806825007
- https://openalex.org/W2883592748
- https://openalex.org/W2887745901
- https://openalex.org/W2911551481
- https://openalex.org/W2918246499
- https://openalex.org/W2981747809
- https://openalex.org/W405494360
- https://openalex.org/W927162860