γ-Valactone nxit rritjen e fidanëve të domates nëpërmjet ndryshimeve të transkriptomit dhe hormoneve të bimëve | Biologjia Molekulare e Bimëve

Për të zvogëluar varësinë e bujqësisë nga plehrat kimike, interesi për lloje të reja të plehrave është në rritje. Komponimet thelbësore janënxitës premtues të rritjes.Gama-valaktoni, një përbërës organik i paqëndrueshëm i prodhuar nga *S. stearothermiae* NRCB010, ka treguar se nxit rritjen e fidanëve të domates në kushte sterile. Prandaj, ne hetuam efektet e përqendrimeve të ndryshme të gama-valaktonit në rritjen e fidanëve të domates në kushte hidroponike dhe serrë, dhe gjithashtu shqyrtuam ndryshimet përkatëse në transkriptimin dhe nivelet e hormoneve. Rezultatet treguan se trajtimi me gama-valakton nxiti ndjeshëm rritjen e fidanëve të domates, me përqendrime optimale prej 100 mg/L dhe 250 mg/L në kushte hidroponike dhe serrë, përkatësisht. Përmbajtja e acidit IAA-aspartik, acidit IAA-glutamik,indole-3-acetamide, indol-3-acetonitrili, acidi indol-3-butirik dhe giberelina në gjethe, kërcej dhe rrënjë u rritën ndjeshëm. Analiza e transkriptomës zbuloi se pas 6 orësh trajtimi me γ-valerolakton, numri i gjeneve të shprehura në mënyrë të ndryshme (DEG) me shprehje të rritur tejkaloi numrin e gjeneve me shprehje të zvogëluar; megjithatë, situata e kundërt u vu re pas 24 orësh trajtimi. γ-valerolaktoni mund të nxisë rritjen e fidanëve të domates përmes mekanizmave të tillë si fotosinteza, sinjalizimi i hormoneve të bimëve dhe biosinteza e metabolitëve sekondarë. Ky studim ofron një bazë teorike për zbatimin e γ-valerolaktonit si një rregullator i ri i rritjes së bimëve dhe hedh themelet për zhvillimin e biostimulantëve bujqësorë shumë efektivë dhe miqësorë me mjedisin.

Analizat morfologjike, transkriptomike dhe hormonale treguan se γ-valerolaktoni përmirëson rritjen e fidanëve të domates dhe rrit nivelet e hormoneve.
Basu A, Prasad P, Das SN, Kalam S, Syed RZ, Reddy MS, El Enshasy H (2021) Bakteret e rizosferës që nxisin rritjen e bimëve (PGPR) si bioinokulatorë miqësorë me mjedisin: përparimet e fundit, kufizimet dhe perspektivat. Qëndrueshmëria 13(3): 1140
Campobenedetto S, Mannino G, Bickwilder J, Contartesse V, Karlova R, Bertea CM (2021) Zbatimi i biostimulantëve me bazë tanine ndikon në strukturën e rrënjës së domates dhe përmirëson tolerancën ndaj kripës. Sci Rep 11(1):354
Cao Hong, Gong Hong, Song Tao, Yu Ming, Pan Xin, Yu Juan, Qi Zhi, Du Yan, Liu Yan (2022) Proteina përshtatëse UvSte50 rregullon patogjenitetin e *Ustilago maydis* përmes rrugës sinjalizuese MAPK. *Acta Mycologica Sinica* 8(9):954
Castiglione AM, Mannino G., Contartesse V., Bertea CM, Ertani A. (2021) Biostimulantë mikrobikë për të përmbushur nevojat e bujqësisë moderne: përbërja, funksionet dhe aplikimet e këtyre produkteve inovative. Plants-Basel 10(8):1533
Chandel SS, Sharma KD (2023) Ulja e gjeneve të rrugës së metabolizmit të karbohidrateve nën stresin e temperaturës së lartë rezultoi në uljen e përmbajtjes së saharozës dhe niseshtesë në gjethet e qiqrave. Proceedings of the Indian Academy of Sciences 46(5):445–449
Chen K, Li GJ, Bressan RA, Song CP, Zhu JQ, Zhao Y (2020a) Dinamika, sinjalizimi dhe funksioni i acidit abscisik në bimë. J Integr Plant Biol 62(1):25–54
Chen S, Zhao Y, Zhao H, Chen S (2020b) Identifikimi i gjeneve të supozuara të biosintezës së ligninës në thupër. Strukturë dhe Funksion i Drurit 34(5):1255–1265
Ding Z, Yao Y, Yao K, Hou H, Zhang Z, Huang Y, Wang S, Liao W (2024) SlSERK3B promovon rritjen dhe zhvillimin e fidanëve të domates duke rregulluar kapacitetin fotosintetik. International Journal of Molecular Sciences 25(2):1336
Geng Peng, Zhang Shuai, Liu Jie, Zhao Chao, Wu Jun, Cao Yong, Fu Chao, Han Xin, He Hui, Zhao Qiang (2020) MYB20, MYB42, MYB43 dhe MYB85 rregullojnë fenilalaninën dhe formimin e linjinës në biosintezën e dytë të biosintezës së qelizave. Acta Physiologica Sinica 182(3):1272–1283
Guo Z, Chen Y, Wu D, Du Y, Wang M, Liu Z, Chu J, Yao S (2022) Analiza e transkriptomës zbulon një rol kyç të brassinolidit ekzogjen në rrugën biosintetike të alkaloidit të Pinellia ternata. Revista Ndërkombëtare e Shkencave Molekulare 23(18):10898
Gupta K, Wani SH, Razak A, Skalicki M, Samantara K, Gupta S, Pandita D, Goel S, Grewal S, Heynak V, Shiv A, El-Sabrout AM, Elansari HO, Alaklabi A, Brestik M (2022) Acidi abscisik: roli i tij në zhvillimin dhe pjekjen e frutave. Front Plant Sci 13:817500
Hildebrandt TM, Nesi AN, Araujo VL, Brown HP (2015) Katabolizmi i aminoacideve në bimë. Mol Plant 8(11):1563–1579
Horvath IT, Mehdi H, Fabos V, Boda L, Mika LT (2008) γ-velolakton: një lëng kimik që përmban energji të qëndrueshme dhe karbon. Green Chem 10(2):238–242
Khalid F, Rashid Y, Asif K, Ashraf H, Maqsood MF, Shahbaz M, Zulfiqar U, Sardar R, Haider FW (2024) Biostimulantët e bimëve: mekanizmat dhe aplikimet për përmirësimin e përshtatjes së bimëve ndaj stresit abiotik. Revista e Shkencës së Tokës dhe Ushqyerjes së Bimëve 24:6641–6690

Kishore PBK, Tiozone RN Jr, Fernie AR, Srinivasulu N (2022) Acidi abscisik dhe roli i tij në rregullimin e rritjes, zhvillimit dhe stabilitetit të rendimentit të bimëve. Trends in Plant Science 27(12):1283–1295
Kumar K, Raina SK, Sultan SM (2020) Rruga e sinjalizimit MAPK të Arabidopsis dhe ndërveprimet e saj në përgjigje të stresit abiotik. Revista e Biokimisë dhe Bioteknologjisë së Bimëve 29(4):700–714
Lee D, Yeon YJ (2020) Sinteza e (R)-γ-valeratit nga acidi levulinik nëpërmjet një metode kemoenzimatike enantioselektive. Process Biochem 90:113–117
Li F, Wu C, Liao B, Yu K, Ho Y, Meng L, Wang S, Wang B, Du M, Tian X, Li Z (2022) Tiadizolina nxit prerjen e gjethes së pambukut duke rregulluar ndërveprimet komplekse midis etilenit, auksinës dhe citokininës. Revista Ndërkombëtare e Shkencave Molekulare 23(5):2696
Li J, Min S, Luo Q, Abdoulaye AH, Zhang S, Huang W, Zhang R, Chen Y (2023a) Karakterizimi molekular i familjes GH3 në jonxhë nën stres abiotik. Gene 851:146982
Li Yan, Han Shuai, Qi Yong (2023b) Progresi i kërkimit mbi strukturën dhe funksionet e faktorëve të përgjigjes ndaj auksinës së bimëve. Revista e Biologjisë Integrative të Bimëve 65(3):617–632
Ma X, Zhang Y, Tureckova V, Xue GP, Ferney AR, Müller-Robert B, Balazadeh S (2018) Faktori i transkriptimit NAC SlNAP2 rregullon plakjen e gjetheve të domates dhe rendimentin e frutave. Acta Physiologica Sinica 177(3):1286–1302.
Machik M., Gryta A., Frack M. (2020) Bioplehrat bujqësorë: koncepte, strategji dhe ndikim në mikroorganizmat e tokës. Progress in Agriculture 162:31–87
Moshinets OV, Babenko LM, Rogalsky SP, Jungin OS, Foster J, Kosakiwska IV, Potters G, Spears AJ (2019) treguan potencialin për të përmirësuar rritjen e bimëve dhe rendimentin e farës duke para-trajtuar farat e grurit dimëror me sinjalin bakterial të ndjeshmërisë së kuorumit, laktonin N-heksanoil-L-homoserinë (C6-HSL). PLoS ONE 14(2):e0209460
Müller M. (2021) Armiku dhe miku i padallueshëm: bashkëveprimet e acidit abscisik dhe etilenit nën stres abiotik. Plants-Basel 10(3):448
Moon HI, Kwon MK, Lee NR, Song SY, Song DH, Lee CH (2021) krahasuan metabolitët dhe vetitë funksionale të domateve të ndryshme duke përdorur metabolomikën e bazuar në spektrometrinë e masës. Front Nutr 8:659646
Ning Yi, Ding Yongkang, Chang Yonghong, Zhang Shuai, An Haiming, Fu Yongjun (2023) Përqendrimet e ulëta të metil jasmonatit nxisin rritjen e Podocarpus macrophyllus përmes një ekuilibri midis sinjalizimit të hormoneve të bimëve dhe sintezës së triterpenoideve. Rregullorja e Rritjes së Plant 101(1):187–199
Pavlovich PV, Koshy P (2022) Dallimet në sekuencën e shprehjes së gjenit: analiza e të dhënave të sekuencës së ARN-së. Methods Mol Biol (Clifton NJ) 2508:279–318
Prisa D, Fresco R, Spagnuolo D (2023) Zbatimi i bio-plehrave mikrobikë në prodhimin e të korrave dhe rritjen e rezistencës: një përmbledhje. Agric Basel 13(9):1666
Ren Feng, Liu Ning, Gao Bing, Shen Hui, Li Shuai, Li Li, Zheng Dan, Shen Wei, Gao Ning (2024) Identifikimi i komponimeve organike të paqëndrueshme në *Stenotrophomonas stearothermiae* për rritjen e kolonizimit dhe nxitjen e rritjes së fidanëve të domates. Revista e Mikrobiologjisë së Aplikuar 135(10):lxae248
Ullah S, Schmidt A, Reichelt M, Tsai SJ, Gershenzon J (2022) Nuk ekziston asnjë bashkëveprim antagonist midis shtigjeve të sinjalizimit të acidit salicilik dhe jasmonik në plep. New Botanist 235(2):701–717
Wang Zhiqiang, Gou Xiaodong (2020) Protein kinazat e ngjashme me receptorët ndodhen në rrjedhën e sipërme të MAPK-ve në rregullimin e zhvillimit të bimëve. Revista Ndërkombëtare e Shkencave Molekulare 21(20):7638
Wang Chao, Zhang Jie, Li Jie, Xie Jun, Chai Qiang (2024) Metil jasmonati ekzogjen rregullon sintezën e hormoneve endogjene në preshët e rritura hidroponikisht për të nxitur rritjen dhe fotosintezën e tyre. Shkenca Hortikulturore 327:112861
Young T, Davis PJ, Reid JB (1996) Analiza gjenetike e roleve relative të auksinës dhe giberelinës në rregullimin e zgjatjes së kërcellit të bizeleve nën dritë të plotë. Acta Physiologica Sinica 110(3):1029–1034
Yu Z, Zhang F, Friml J, Ding Z (2022) Sinjalizimi Auxin: progresi i kërkimit gjatë 30 viteve të fundit. J Integr Plant Biol 64(2):371–392

Zhang Hua, Zheng Dan, Hu Chao, Cheng Wei, Lei Peng, Xu Hui, Gao Ning (2023) Metabolitët Pseudomonas NRCB010 nxisin eksudate specifike të rrënjëve të domates për të rritur kolonizimin e rizosferës. 13 (5): 664
Zhou Chao, Li Shuai, Zheng Yong, Lei Peng, Chen Yong, Ying Hua, Gao Ning (2022) Një përbërës fosfati me energji të lartë nxit rritjen e sallatës duke rritur fotosintezën, rritjen dhe duke nxitur proceset që lidhen me stabilitetin sistemik. Revista e Shkencës së Tokës dhe Ushqyerjes së Bimëve 22(2):1955–1969
Zhou X, Shen H, Yan X, Ma X, Leng J, Sun Y, Gao N (2024a) Acetoina nxit rritjen e bimëve dhe lehtëson stresin e kripës në fidanët e sallatës duke aktivizuar rrugët metabolike. Plants-Basel 13(23):3312
Zhou Chao, Zheng Yong, Leng Jun, Ma Chao, Niu Hui, Chen Yong, Ying Hui, Gao Ning (2024b) Efektet e fosfatit kadaverin ekzogjen në rritje, fotosintezë dhe shprehje të gjeneve në fidanët e sallatës jeshile. Revista Kineze e Shkencës së Tokës dhe Ushqyerjes së Bimëve 24(1):537–546
Ne shprehim mirënjohjen tonë të sinqertë për Qendrën e Kompjuterikës me Performancë të Lartë të Universitetit të Teknologjisë të Nanjingut për ofrimin e burimeve kompjuterike.
Ky hulumtim u mbështet nga Fondacioni Kombëtar i Shkencave Natyrore të Kinës (32172673 dhe 31972503) dhe Projekti i Platformës së Trajnimit të Studentëve për Inovacion dhe Sipërmarrje të Universitetit të Teknologjisë Nanjing (2025DC0047, 2025DC1680, 2025DC1682).
Departamenti i Bioteknologjisë dhe Inxhinierisë Farmaceutike, Universiteti i Teknologjisë i Nanjingut, Nanjing 211816, Kinë
Laboratori Kryesor Provincial i Jiangsu-t për Monitorimin dhe Kontrollin e Ndotjes së Mjedisit Atmosferik, Qendra e Inovacionit Bashkëpunues për Mjedisin Atmosferik dhe Teknologjinë e Pajisjeve, Shkolla e Shkencave dhe Inxhinierisë Mjedisore, Universiteti i Shkencës dhe Teknologjisë së Informacionit të Nanjingut, Nanjing 210044, Kinë
Konceptualizimi, Shanshan Li; Kurimi i të dhënave: Xiyue Sha, Shanshan Li, Hui Shen; Analiza formale, Fangfang Ren dhe Xin Tao; Blerja e financimit: Nan Gao, Weiye Chen, Xiyue Sha dhe Zhuorui Li; Metodologjia, Fangfang Ren dhe Weiye Chen; Administrimi i projektit, Nan Gao; Shkrimi – draft origjinal, Fangfang Ren dhe Hui Shen; Shkrimi, rishikimi dhe redaktimi: Weishou Shen, Hui Shen dhe Nan Gao.
Springer Nature mbetet neutral në lidhje me pretendimet territoriale dhe përkatësitë institucionale në hartat e publikuara.
Springer Nature ose licencuesit e saj (p.sh., shoqatat ose partnerët e tjerë) mbajnë të drejtat ekskluzive të autorit në këtë artikull në përputhje me marrëveshjet e botimit me autorët ose mbajtësit e tjerë të të drejtave të autorit; vetë-postimi i versioneve të pranuara me dorëshkrim të këtij artikulli nga autorët i nënshtrohet tërësisht kushteve të marrëveshjeve të tilla të botimit dhe ligjit në fuqi.