Published September 2, 2022
| Version v1
Publication
Open
Metabolomic changes in crown of alfalfa (Medicago sativa L.) during de-acclimation
- 1. Chinese Academy of Agricultural Sciences
- 2. Oregon State University
Description
Alfalfa is a high-quality forage legume species that is widely cultivated at high latitudes worldwide. However, a decrease in cold tolerance in early spring seriously affects regrowth and persistence of alfalfa. There has been limited research on the metabolomic changes that occur during de-acclimation. In this study, a liquid chromatography-mass spectrometry system was used to compare the metabolites in two alfalfa cultivars during a simulated overwintering treatment. In four pairwise comparisons, 367 differential metabolites were identified, of which 31 were annotated according to the Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) database. Many of these metabolites were peptides, carbohydrates, and lipids. At the subclass level, 17 major pathways were revealed to be significantly enriched (P < 0.05). The main differential metabolites included amino acids, peptides and analogs, carbohydrates, and glycerol phosphocholines. A metabolomic analysis showed that the up-regulation of unsaturated fatty acids and amino acids as well as the enhancement of the related metabolic pathways might be an effective strategy for increasing alfalfa cold tolerance. Furthermore, glycerophospholipid metabolism affects alfalfa cold tolerance in early spring. Study results provide new insights about the changes in alfalfa metabolites that occur during de-acclimation, with potential implications for the selection and breeding of cold-tolerant cultivars.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
البرسيم هو نوع من أنواع البقوليات العلفية عالية الجودة التي تزرع على نطاق واسع في خطوط العرض العالية في جميع أنحاء العالم. ومع ذلك، فإن انخفاض تحمل البرد في أوائل الربيع يؤثر بشكل خطير على إعادة نمو البرسيم واستمراره. كانت هناك أبحاث محدودة حول التغيرات الأيضية التي تحدث أثناء عدم التأقلم. في هذه الدراسة، تم استخدام نظام قياس الطيف الكتلي اللوني السائل لمقارنة المستقلبات في صنفين من البرسيم خلال معالجة محاكاة الشتاء. في أربع مقارنات زوجية، تم تحديد 367 مستقلبًا تفاضليًا، تم شرح 31 منها وفقًا لقاعدة بيانات موسوعة كيوتو للجينات والجينومات (KEGG). كانت العديد من هذه المستقلبات عبارة عن ببتيدات وكربوهيدرات ودهون. على مستوى الفئة الفرعية، تم الكشف عن إثراء 17 مسارًا رئيسيًا بشكل كبير (P < 0.05). تضمنت المستقلبات التفاضلية الرئيسية الأحماض الأمينية والببتيدات والنظائر والكربوهيدرات وفوسفات الجلسرين. أظهر التحليل الأيضي أن زيادة تنظيم الأحماض الدهنية غير المشبعة والأحماض الأمينية بالإضافة إلى تعزيز المسارات الأيضية ذات الصلة قد تكون استراتيجية فعالة لزيادة تحمل البرسيم للبرد. علاوة على ذلك، يؤثر استقلاب الغليسيروفوسفوليبيد على تحمل البرسيم البارد في أوائل الربيع. تقدم نتائج الدراسة رؤى جديدة حول التغيرات في مستقلبات البرسيم التي تحدث أثناء عدم التأقلم، مع الآثار المحتملة لاختيار وتربية الأصناف المقاومة للبرد.Translated Description (French)
La luzerne est une espèce de légumineuse fourragère de haute qualité qui est largement cultivée aux hautes latitudes dans le monde entier. Cependant, une diminution de la tolérance au froid au début du printemps affecte sérieusement la repousse et la persistance de la luzerne. Des recherches limitées ont été menées sur les changements métabolomiques qui se produisent au cours de la désacclimatation. Dans cette étude, un système de chromatographie liquide-spectrométrie de masse a été utilisé pour comparer les métabolites de deux cultivars de luzerne au cours d'un traitement d'hivernage simulé. Dans quatre comparaisons par paires, 367 métabolites différentiels ont été identifiés, dont 31 ont été annotés selon la base de données de l'Encyclopédie des gènes et des génomes de Kyoto (KEGG). Beaucoup de ces métabolites étaient des peptides, des glucides et des lipides. Au niveau de la sous-classe, 17 voies majeures se sont révélées significativement enrichies (P < 0,05). Les principaux métabolites différentiels comprenaient les acides aminés, les peptides et analogues, les glucides et les phosphocholines de glycérol. Une analyse métabolomique a montré que la régulation positive des acides gras insaturés et des acides aminés ainsi que l'amélioration des voies métaboliques connexes pourraient être une stratégie efficace pour augmenter la tolérance au froid de la luzerne. De plus, le métabolisme des glycérophospholipides affecte la tolérance au froid de la luzerne au début du printemps. Les résultats de l'étude fournissent de nouvelles informations sur les changements dans les métabolites de la luzerne qui se produisent pendant la désacclimatation, avec des implications potentielles pour la sélection et la sélection de cultivars tolérants au froid.Translated Description (Spanish)
La alfalfa es una especie de leguminosa forrajera de alta calidad que se cultiva ampliamente en altas latitudes de todo el mundo. Sin embargo, una disminución en la tolerancia al frío a principios de la primavera afecta seriamente el recrecimiento y la persistencia de la alfalfa. Se han realizado investigaciones limitadas sobre los cambios metabolómicos que se producen durante la desaclimatación. En este estudio, se utilizó un sistema de cromatografía líquida-espectrometría de masas para comparar los metabolitos en dos cultivares de alfalfa durante un tratamiento simulado de hibernación. En cuatro comparaciones por pares, se identificaron 367 metabolitos diferenciales, de los cuales 31 se anotaron de acuerdo con la base de datos Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG). Muchos de estos metabolitos eran péptidos, carbohidratos y lípidos. A nivel de subclase, se reveló que 17 vías principales estaban significativamente enriquecidas (P < 0.05). Los principales metabolitos diferenciales incluyeron aminoácidos, péptidos y análogos, carbohidratos y glicerol fosfocolinas. Un análisis metabolómico mostró que la regulación positiva de ácidos grasos insaturados y aminoácidos, así como la mejora de las vías metabólicas relacionadas, podría ser una estrategia eficaz para aumentar la tolerancia al frío de la alfalfa. Además, el metabolismo de los glicerofosfolípidos afecta a la tolerancia al frío de la alfalfa a principios de primavera. Los resultados del estudio proporcionan nuevos conocimientos sobre los cambios en los metabolitos de la alfalfa que se producen durante la desaceptación, con posibles implicaciones para la selección y reproducción de cultivares tolerantes al frío.Files
s41598-022-19388-x.pdf.pdf
Files
(2.4 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:a272f82e50d08f114f1a88f0ee2a3443
|
2.4 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- التغيرات الأيضية في تاج البرسيم (Medicago sativa L.) أثناء عدم التأقلم
- Translated title (French)
- Changements métaboliques de la couronne de luzerne (Medicago sativa L.) pendant la désacclimation
- Translated title (Spanish)
- Cambios metabolómicos en la corona de la alfalfa (Medicago sativa L.) durante la desaclimatación
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4294543989
- DOI
- 10.1038/s41598-022-19388-x
References
- https://openalex.org/W1599527863
- https://openalex.org/W1845342315
- https://openalex.org/W1886661621
- https://openalex.org/W1930242476
- https://openalex.org/W1961504107
- https://openalex.org/W1968687402
- https://openalex.org/W1977950495
- https://openalex.org/W1990052452
- https://openalex.org/W1992905411
- https://openalex.org/W1997038372
- https://openalex.org/W2000083531
- https://openalex.org/W2002649956
- https://openalex.org/W2006678355
- https://openalex.org/W2008977139
- https://openalex.org/W2013222950
- https://openalex.org/W2021393576
- https://openalex.org/W2038235974
- https://openalex.org/W2040190083
- https://openalex.org/W2056544037
- https://openalex.org/W2056593694
- https://openalex.org/W2069083282
- https://openalex.org/W2091200311
- https://openalex.org/W2093466362
- https://openalex.org/W2097644651
- https://openalex.org/W2100216840
- https://openalex.org/W2102687477
- https://openalex.org/W2108714780
- https://openalex.org/W2116716656
- https://openalex.org/W2127031535
- https://openalex.org/W2130868249
- https://openalex.org/W2132165614
- https://openalex.org/W2140385294
- https://openalex.org/W2146162243
- https://openalex.org/W2150754901
- https://openalex.org/W2157513411
- https://openalex.org/W2159482845
- https://openalex.org/W2165664853
- https://openalex.org/W2185955854
- https://openalex.org/W2263235863
- https://openalex.org/W2332241692
- https://openalex.org/W2334333903
- https://openalex.org/W2338622092
- https://openalex.org/W2345358281
- https://openalex.org/W2573571760
- https://openalex.org/W2615917035
- https://openalex.org/W2754634724
- https://openalex.org/W2794135796
- https://openalex.org/W2802027548
- https://openalex.org/W2883836410
- https://openalex.org/W2901630011
- https://openalex.org/W2969718750
- https://openalex.org/W2981495005
- https://openalex.org/W3005338793
- https://openalex.org/W3011363625
- https://openalex.org/W3096828292
- https://openalex.org/W3134457771
- https://openalex.org/W3136983739
- https://openalex.org/W3154460765
- https://openalex.org/W3194119577
- https://openalex.org/W3196839828
- https://openalex.org/W4289844450
- https://openalex.org/W4294216483
- https://openalex.org/W560640755