अनार में मिथाइल जैस्मोनेट विशिष्ट हाइड्रोलाइजेबल टैनिन, फेवोनोइड, और फाइटो-ऑक्सीलिपिन प्रतिक्रियाएं (पुनिका ग्रेनाटम एल।) पत्तियां भाग 2

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मेजा-उपचारित अनार के पत्तों में लिपिड मुक्त फैटी एसिड और फाइटो-ऑक्सीलिपिन में परिवर्तित हो गए

फ्लेवोनोइड्स और एंथोसायनिन के अलावा, अनार के पत्तों में लिपिड अणुओं में परिवर्तन भी मेजा प्रेरण (छवि 5 ए) के बाद 72- घंटे में स्पष्ट थे। 102 अलग-अलग संचित मेटाबोलाइट्स में से 23 लिपिड, फैटी एसिड, या फाइटो-ऑक्सीलिपिन (टेबल एस 6) थे। मोनोएसिलग्लिसरॉल (एमएजी) (18: 4) आइसोमर 1 के विपरीत, जिसमें वृद्धि हुई संचय, एमएजी सहित सात ग्लिसरॉलिपिड्स (18: 1)आइसोमर, मैग (18:3)आइसोमर4,गैलेक्टोसिलमोनोएसिलग्लिसरॉल (DGMG)(18:2)आइसोमर,DGMG(18:2)isomer2,DGMG(18:2)iso-mer3,मोनोगैलेक्टोसिलmonoacylglycerol(MGMG)(18:2)isomers, और MGMG(18:2)isomer2, 3-5 गुना कम हो गए थे जब MeJA को पत्तियों पर लगाया गया था (Fig.5a; Table S6)। फॉस्फोलिपिड्स LysoPC 18: 0 और 18:1 ने मेजा-उपचारित पत्तियों (तालिका S6) में दो गुना से अधिक वृद्धि प्रदर्शित की।

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अनार के पत्तों (तालिका S6) में बहिर्जात मेजा अनुप्रयोग ने JA और आइसोल्यूसीन (JA-Ile) के स्तर को क्रमशः 4.3-गुना और 2.8-गुना बढ़ा दिया। विभिन्न गैर-जेएफाइटो-ऑक्सीलिपिन्स, फैटी एसिड हाइड्रोपरऑक्साइड, एपॉक्सी फैटी एसिड, हाइड्रोक्सी फैटी एसिड, कीटो फैटी एसिड, और सहितएसिटिलीनपूर्वकफैटी एसिड, विशेष रूप से मेजा-उपचारित पत्तियों (छवि 5 ए; तालिका एस 6) में वृद्धि हुई है। अनार के बीज के तेल में प्रचुर मात्रा में पाया जाने वाला प्यूनिक एसिड, एक PUFA(18:3) का बढ़ा हुआ संचय भी मेजा (टेबल S6) से उपचारित पत्तियों में देखा गया।

Fig.3 फ्लेवोनोइड और एंथोसायनिन के स्तर को बदल दिया गया थामिथाइलजसमोनेट (मेजा) आवेदन। मेजा-उपचारित अनार के पत्तों में बढ़े हुए, घटे हुए और गैर-महत्वपूर्ण रूप से परिवर्तित संचय (दो गुना दहलीज) के साथ मेटाबोलाइट्स, नकली-उपचार नियंत्रण की तुलना में, 72- एच पोस्ट-ट्रीटमेंट में काटे जाते हैं, हरे, लाल रंग में रंगे होते हैं। और नीला, क्रमशः। पाथवे इंटरमीडिएट जिन्हें तरल क्रोमैटोग्राफी-इलेक्ट्रोस्प्रे आयनीकरण टैन-डेम मास स्पेक्ट्रोमेट्री विश्लेषण में नहीं पाया गया था, उन्हें काले रंग में दिखाया गया है। धराशायी तीर कई प्रतिक्रिया चरणों का संकेत देते हैं।

मेजा-उपचारित अनार के पत्तों में फैटी एसिड संशोधन के लिए एक उम्मीदवार LOX का जैव रासायनिक लक्षण वर्णन

फाइटो-ऑक्सीलिपिन की ओर फैटी एसिड चयापचय के प्रत्यावर्तन में शामिल चयापचय जीन का पता लगाने के लिए, मॉक- और मेजा-उपचारित अनार के पत्तों के प्रतिलेखों का विश्लेषण डीईजी के लिए किया गया था जिन्हें लिपेस या एलओएक्स के रूप में एनोटेट किया गया था। दो लाइपेज जीन Pgr004895 और Pgr001125 ने बढ़ी हुई अभिव्यक्ति दिखाई। 24-एच पोस्ट-मेजा उपचार प्रतिलेख में और वास्तविक समय qPCR विश्लेषण (छवि 5 बी) द्वारा उल्लेखनीय रूप से बढ़ी हुई अभिव्यक्ति के लिए पुष्टि की गई थी। दूसरी ओर, लाइपेस Pgr024441 ने प्रतिलेखीय विश्लेषण में कम अभिव्यक्ति दिखाई, जो वास्तविक समय qPCR परिणाम (छवि 5 बी) द्वारा समर्थित नहीं थी। दिलचस्प बात यह है कि मेजा उपचार के बाद 2- h, 6- h, 24- h, और 72- h पर एकत्रित पत्तियों के प्रतिलेख में Pgr025417, एक पुटीय LOX की उन्नत अभिव्यक्ति देखी गई। (चित्र। S1)। रीयल-टाइम qPCR विश्लेषण ने आगे Pgr025417 की लगातार बढ़ी हुई अभिव्यक्ति का संकेत दिया, जिसमें 4- से लेकर 20- गुना तक, मेजा उपचार (छवि 5c) के बाद 2 से 72- घंटे तक एकत्र की गई पत्तियों में।

Cistanche इम्युनिटी में सुधार कर सकता है

यह निर्धारित करने के लिए कि क्या मेजा-उपचारित पत्तियों में बढ़े हुए फाइटो-ऑक्सीलिपिन उत्पादन में पुटीय LOX (Pgr 0 25417) शामिल था, इसके अनुक्रम और गतिविधि की जांच की गई। जब Pgr025417 के अमीनो एसिड अनुक्रम को एना-लाइज़ किया गया था, तो सोयाबीन LOX L -1 (माइनर एट अल। 1996) के सक्रिय स्थल पर लोहे के परमाणु के समन्वय के अनुरूप उनके, असन और इले अवशेष पाए गए थे। Pgr025417(Fig.6a)। इसके अलावा, PgrO25417 को क्लोरोप्लास्ट (0.9096 की संभावना संभावना) के लिए स्थानीयकृत होने की भविष्यवाणी की जाती है, जिसमें सिग्नल पेप्टाइड 64 और 65 आ (छवि 6 ए) के बीच होता है। एनोटेट अनार जीनोम में पहचाने गए 11 पुटेटिव एलओएक्स (786 एए से 970 एए) में से 5 अन्य एलओएक्स: Pgr025413, Pgr025418, Pgr009839, Pgr016852, और Pgr013780 Pgr025417 के अलावा क्लोरोप्लास्टिक होने की भविष्यवाणी की गई है और अन्य पौधों में टाइप II LOXs के साथ समूह है। (चित्र 6बी)। दिलचस्प है, जबकि Pgr008562, Pgr025678, Pgr018982, और PgrO18980 द्विबीजपत्री प्रकार I LOXs के साथ समूहित हैं। Pgr020032 अन्य प्रकार के ILOXs (Fig.6b) से अधिक दूर से संबंधित है। PgrO25417 की एंजाइमेटिक गतिविधि को निर्धारित करने के लिए, पुनः संयोजक प्रोटीन (906 आ, ~ 102 kDa; Fig.6c) को सब्सट्रेट के रूप में लिनोलिक एसिड का उपयोग करके परख लिया गया था। लिनोलिक एसिड के ऑक्सीकृत उत्पादों का उत्पादन Pgr025417 द्वारा किया गया था, जैसा कि 598 एनएम पर अधिक अवशोषण द्वारा प्रदर्शित किया गया था जब प्रतिक्रिया मिश्रण (छवि 6 डी) में पुनः संयोजक प्रोटीन की बढ़ी हुई मात्रा मौजूद थी।

अनार के पत्तों में बहिर्जात मेजा अनुप्रयोग के प्रतिलेखात्मक प्रतिक्रिया

To understand whether the changes in HTs,flavonoids, lipids, fatty acids, and phyto-oxylipins are regulated transcription-ally, transcriptomes of MeJA-and mock-treated pomegranate leaves collected at2-h,6-h,24-h,and72-h were compared and identified 34 transcription factors(TFs) that showed differen-tial expression (Log,FCl>1, समायोजित पी<0.05)(table 1);31="" of="" these="" tfs="" also="" exhibited="" significantly="" changed="" expression="" by="" real-time="" qpcr="" analysis="" (fig.7).="" notably,="" a="" zinc-finger="" tf="" pgr009895="" showed="" increased="" expression="" at="" three="" out="" of="" the="" four="" time="" points(2-h,24-h,and="" 72-h)(fig.7a).the="" expression="" of="" pgr002863(pcf5-like),pgr002859(bzip1)and="" pgr006935(auxin="" response="" factor)was="" increased,="" and="" pgro11269="" (myb)="" decreased="" upon="" meja="" elicitation="" at="" two="" time="" points(fig.="" 7a,="" b).both="" pgro09366(anthocyanin="" regu-latory="" c1="" protein/myb)and="" pgro03015(myb)displayed="" increased="" expression="" at="" 6-h,="" but="" decreased="" expression="" at="" 72-h="" (fig.="" 7b).the="" expression="" of="" 12="" tfs="" was="" enhanced="" at="" only="" one="" time="" point,including="" pgr009357(2-h),pgr027831="" (2-h),pgr023581(6-h),pgr009363(6-h),pgr000147="" (6-h),="" pgr021507(6-h),="" pgr021504(6-h),pgr020147(24-h),="" pgr025715(72-h),pgr023629(72-h),pgr015728(72-h),and="" pgr004388(72-h)(table="" 1;fig.7b,c).on="" the="" other="" hand,="" the="" expression="" of="" 12="" tfs="" was="" suppressed="" in="" meja-treated="" pomegranate="" leaves="" at="" one="" time="" point,="" including="" pgr013499="" (2-h),pgr023409="" (2-h),pgr017106(6-h),pgr010911(24-h),pgr017568(72-h),pgr024750(72-h),pgr004878(72-h)pgr002084(72-h),pgr008889(72-h),pgr004532(72-h),="" pgr020131="" (72-h),and="">

उम्मीदवार जीन के ट्रांसक्रिप्शनल विनियमन का आकलन करने के लिए जो मेजा इंडक्शन पर फ्लेवोनोइड और फैटी एसिड / फाइटो-ऑक्सीलिपिन मार्ग को संशोधित करने में कार्य कर सकते हैं, उम्मीदवार जीन के प्रमोटर क्षेत्रों में टीएफ-बाइंडिंग साइटों की भविष्यवाणी प्लांटरेग मैप (टियां एट अल। 2020) के साथ की गई थी। TFs जैव सूचनात्मक रूप से नीलगिरी ग्रैंडिस से पहचाने जाते हैं, जो Myrtales (तालिका S7) में अनार से निकटता से संबंधित है। PgrO25417 (पुटीय LOX) के लिए, 65 TFs की 80 बाध्यकारी साइटों की पहचान की गई, जिनमें MYB (10 TFs.15 साइट) और WRKY (11 TFs, 18 साइट) के लिए प्रचुर मात्रा में बाध्यकारी साइटें शामिल हैं, लेकिन द्विध्रुवी जस्ता उंगली TFs (तालिका तालिका) के लिए बाध्यकारी साइटों के बिना। एस7)। क्योंकि सीएचएस और सीएचआई फ्लेवोनोइड और एंथोसायनिन बायोसिंथेटिक मार्गों के प्रवेश बिंदु पर स्थित हैं और ट्रांसक्रिपटॉम और रीयल-टाइम क्यूपीसीआर विश्लेषण (अंजीर। एस 1 और 4) में जीन अभिव्यक्ति को कम करते हैं, पुटेटिव सीएचएस (पीजीआर005566) और सीएचआई (पीजीआर025966) के प्रमोटर हैं। पुटेटिव टीएफ-बाइंडिंग साइटों के लिए भी विश्लेषण किया गया था। CHS के लिए, 76 TFs की 104 बाध्यकारी साइटें हैं, जिनमें MYB (20 TFs, 23 साइट) और LH (13 TFs, 23 साइट) सबसे प्रचुर TFs (तालिका S7) हैं। CHI के लिए, 78 TFs की 93 बाध्यकारी साइटें हैं, जिनमें bHLH (16 TFs, 23 साइट) और WRKY (13 TFs, 13 साइट) सबसे प्रचुर मात्रा में TFs (तालिका S7) हैं।

बहस

बहिर्जात मेजा अनुप्रयोग से प्रेरित अद्वितीय चयापचय परिवर्तन मेजा के लिए अनार की प्रतिक्रिया में एचटी, मिथाइलेटेड फ्लेवोन / फ्लेवोनोल्स, और फाइटो-ऑक्सीलिपिन के कार्यों का सुझाव देते हैं।

मेजा की पौधों में तनाव प्रतिक्रियाओं को दूर करने में एक प्रदर्शित भूमिका है (चेओंग और चोई 2003)। पत्तियों में दो एचटी पाथवे इंटरमीडिएट्स-ग्लुकोगैलिन और पेंटा-गैलॉयलग्लुकोज का संचय मेजा एप्लिकेशन (छवि 2 बी) के बाद 30- घंटे पर प्रेरित किया गया था, यह सुझाव देते हुए कि वे पर्यावरण में अजैविक और जैविक तनाव के जवाब में कार्य करते हैं। यह परिणाम अनार को फलों के छिलकों के ऊतकों में अजैविक तनावों से बचाने में एचटी के कार्य की भी पुष्टि करता है (श्वार्ट्ज एट अल। 2009; हबाशी एट अल। 2019)। एचटी मेटाबोलाइट संचय में वृद्धि के अनुरूप, शिकिमेट, और एचटी बायोसिंथेटिक पाथवे जीन ने भी बढ़ी हुई अभिव्यक्ति (छवि 1) को दिखाया। चार अंगूरों (Vitis vinifera) SDH isoforms के पिछले जैव रासायनिक लक्षण वर्णन ने संकेत दिया कि केवल VvSDH3 और VySDH4 3-डीहाइड्रोशिकीमेट (बोंपार्ट एट अल.2016) से गैलिक एसिड का उत्पादन कर सकते हैं। हमारे प्रतिलेख और वास्तविक समय qPCR विश्लेषणों के अनुसार, PgSDH 3_1 और PgSDH 3_2, WvSDH3 के समरूप, लेकिन PgSDH4 नहीं, VSDH4 का एक समरूप, मेजा (अंजीर। S1 और 1) द्वारा प्रेरित अभिव्यक्ति प्रदर्शित करता है। . यह अवलोकन बताता है कि PgSDH 3_1 और PgSDH 3_2 संभावित रूप से MeJA उपचार और पर्यावरणीय तनावों के जवाब में HTs के संश्लेषण में शामिल हैं। इसके अतिरिक्त, पीजीयूजीटी8423 और पीजीयूजीटी84ए24 की बढ़ी हुई अभिव्यक्ति, जो एचटी बायोसिंथेसिस के प्रतिबद्ध कदम को उत्प्रेरित करने वाले एंजाइमों को एनकोड करते हैं, मेजा एप्लिकेशन द्वारा तनाव प्रतिक्रिया में एचटी की भूमिका का समर्थन करता है।

मेजा के शामिल होने के बाद 72- घंटे में, अनार के पत्तों में फ्लेवोनोइड्स और एंथोसायनिन का एक समग्र दमन पाया गया (चित्र 3; तालिका S6), जो कई अन्य पौधों में देखे गए इन यौगिकों के बढ़ते संचय के विपरीत है (पांडे एट अल.2016; डी गेयटर एट अल। 2012; शफीक एट अल। 2011; फ्लोर्स एंड रुइज़ डेल कैस्टिलो 2014; पोर्टु एट अल। 2015)। हालांकि, तीन मिथाइलेटेड फ्लेवोन और फ्लेवनॉल्स: डी-ओ-मिथाइल क्वेरसेटिन, 5-ओ-हेक्सोसाइड की बिक्री, और क्राइसो-रियोल ओ-हेक्सोसिल-ओ-हेक्सोसाइड गैर-मिथाइलेटेड बायोसिंथेटिक अग्रदूतों की कमी के बावजूद एक बड़े स्तर पर जमा होते हैं। (चित्र.3; तालिका S6)। मोनो-और डी-ओ-मिथाइलेटेड क्वेरसेटिन को सॉलेनेशियस प्रजातियों के ट्राइकोम से स्रावित किया जाता है और इसे पौधों की रक्षा में कार्य करने का प्रस्ताव दिया गया है, संभवतः एक प्रजाति-विशिष्ट तरीके से-वोलेनवेबर और डोर 1995; रोडा एट अल.2003)। यह भी दिखाया गया था कि क्राइसोबेरील, ल्यूटोलिन, और एपिजेनिन के ग्लाइकोसाइड्स पोटामोगेटन ल्यूसेंस (पोंडवीड) पर जलीय शाकाहारी जीवों को इन विट्रो एसेज़ (एरहार्ड एट अल। 2007) में खिलाते हैं। मिथाइलेटेड . का प्रेरित संचयफ्लेवोन/फ्लेवोनोल्सअनार के पत्तों से पता चलता है कि वे मेजा-एलिसिटेड स्ट्रेस रिस्पॉन्स में भूमिका निभा सकते हैं, और इस पेड़ की प्रजातियों में घाव, रोगजनकों और शाकाहारी जीवों से बचाव के लिए निहितार्थ हैं।

HTs, फ्लेवोनोइड्स और एंथोसायनिन के अलावा, अतिरिक्त उल्लेखनीय चयापचय परिवर्तनों में लिपिड से मुक्त फैटी एसिड का एकत्रीकरण और Phyto-oxylipins के जैवसंश्लेषण 72- घंटे के बाद MeJA एप्लिकेशन (Fig.5a) शामिल हैं। मेजा इंडक्शन पर प्यूनिकिक एसिड (18:3, सीआईएस -9, ट्रांस -11, सीआईएस -13) में तीन गुना वृद्धि इस पीयूएफए की संभावित भूमिका का सुझाव देती है जिसमें तीन संयुग्मित डबल बॉन्ड सिस्टम हैं। अनार के पौधों की तनाव संकेत या प्रत्यक्ष रासायनिक रक्षा (तालिका S6)। एमएजी, एमजीएमजी, और डीजीएमजी की समवर्ती कमी यह भी बताती है कि अनार के पत्तों में इन ग्लिसरॉलिपिड्स के लिए प्यूनिकिक एसिड यूयू-सहयोगी हो सकता है (चित्र 5 ए; तालिका एस 6)। फाइटो-ऑक्सीलिपिन में, मेजा-उपचारित अनार के पत्तों में जेए और जेए-इले में वृद्धि जेए बनाने के लिए बहिर्जात रूप से लागू मेजा के डीमेथिलेशन के कारण हो सकती है, जिसे बाद में जेए-आइल (टेबल एस 6) (स्टुहलफेल्डर एट अल) में बदल दिया जाता है। .2004)। यह भी सुझाव दे सकता है कि मेजा अनार में जेए और उसके डेरिवेटिव के जैवसंश्लेषण को सीधे नियंत्रित कर सकता है। Phyto-oxylipins से प्राप्त वाष्पशील यौगिक कथित तौर पर घाव और रोगजनक हमलों के संकेत प्रतिक्रिया में शामिल हैं (Lim et al.2017)। हाल के अध्ययनों ने गैर-जेए फाइटो-ऑक्सीलिपिन की प्रत्यक्ष रोगाणुरोधी भूमिकाओं का भी खुलासा किया है, हालांकि इस तरह के कार्यों के लिए यंत्रवत आधार अभी भी स्पष्ट नहीं है (डेबोवर एट अल। 2020)। अनार में Phyto-oxylipins का अमिट उत्पादन अन्य पौधों में पिछले अवलोकनों की पुष्टि करता है। यह निर्धारित किया जाना बाकी है कि क्या ये फाइटो-ऑक्सीलिपिन बायोसाइडल हैं या अनार में एक सहज प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को प्रोत्साहित करने के लिए कार्य करते हैं।

संशोधित फ्लेवोनोइड और एंथोसायनिन, लेकिन फाइटो-ऑक्सीलिपिन नहीं, मेजा प्रेरण पर चयापचय कम से कम आंशिक रूप से ट्रांसक्रिप्शनल स्तर पर विनियमित होता है

फ्लेवोनोइड्स और एंथोसायनिन के आम तौर पर कम संचय के अनुरूप, सीएचएस और सीएचआई को एन्कोडिंग करने वाले जीन, फ्लेवोनोइड और एंथोसायनिन बायोसिंथेसिस के प्रवेश बिंदु पर तैनात दो एंजाइम, मेजा-उपचारित पत्तियों (छवि 4) में कम अभिव्यक्ति दिखाते हैं। दिलचस्प बात यह है कि मक्का MYB TF एंथोसायनिन नियामक प्रोटीन C1 के अनार होमोलोग (PgrO09366) को शुरू में मेजा-उपचारित पत्तियों में 6- घंटे पर अपग्रेड किया गया था, लेकिन फिर मेजा-उपचारित पत्तियों में 72- घंटे (तालिका 1) पर डाउनग्रेड किया गया। अंजीर। 7 बी)। मक्का MYB TF P के अनार के होमोलोग (PgrO10911) को मेजा-उपचारित पत्तियों में 24- h (तालिका 1; Fig.7c) पर डाउन-रेगुलेट किया गया था। जैसा कि मक्का में अध्ययन में दिखाया गया है, Cl फ्लेवोनोइड और एंथोसायनिन बायोसिंथेसिस में कई जीनों को सक्रिय करता है, जैसे कि CHS (C2), डायहाइड्रो फ्लेवोनोल रिडक्टेस (A1), एंथोसायनिडिन 3-O-ग्लूकोसिलट्रांसफेरेज़ (BZ1), और ल्यूकोएन्थोसैनी-डिन डाइऑक्सीजिनेज ( A2) (लेसनिक और चैंडलर 1998; सैंज एट अल.1997; क्वात्रोचियो एट अल.1993)। दूसरी ओर, P, A1 की अभिव्यक्ति को नियंत्रित करता है, लेकिन BZ1 (Grotewold et al.1994) को नहीं। मक्का में, C1 (MYB TF) एंथोसायनिन बायोसिंथेटिक जीन की अभिव्यक्ति को विनियमित करने के लिए R (bHLH TF) के साथ मिलकर काम करता है। मोल एट अल.1998; गोफ एट अल.1992)। Pgr024750, एक bHLH TF, को भी मेजा-उपचारित पत्तियों में 72- h पर डाउनग्रेड किया गया था और अनार C1 होमोलॉग (तालिका 1; Fig.7c) का संभावित भागीदार हो सकता है। इसके अलावा, जैव सूचना विज्ञान विश्लेषण (तालिका S7) के माध्यम से अनार के अनार सीएचएस और सीएचआई के प्रमोटर क्षेत्रों में एमवायबी और बीएचएलएच टीएफ के लिए बाध्यकारी साइटों की पहचान की गई थी। एक साथ लिया गया, इन परिणामों से पता चलता है कि फ्लेवोनोइड्स और एंथोसायनिन में समग्र कमी कम से कम आंशिक रूप से प्रारंभिक-चरण बायोसिंथेटिक जीन के ट्रांसक्रिप्शनल नियंत्रण के माध्यम से प्राप्त होती है।

मेजा-उपचारित पत्तियों (चित्र 5) में कई ग्लिसरॉलिपिड्स की कमी देखी गई। हालांकि, अरबीडॉप्सिस रिंकल्ड1 (ArWRI1) के अनार के समरूप (जेनबैंक परिग्रहण संख्या: XP_031374952 और XP_031374953), एक APETALA2 (AP2) परिवार TF जिसे पादप लिपिड जैवसंश्लेषण के लिए "मास्टर" नियामक माना जाता है। (सर्नैक और बेनिंग 2004), मॉक- और मेजा-उपचारित पत्तियों में समान रूप से व्यक्त किया गया (डेटा नहीं दिखाया गया)। मेजा इंडक्शन (तालिका 1; अंजीर। 7) के लिए उत्तरदायी टीएफ के कार्यात्मक लक्षण वर्णन संभावित रूप से अनार के पत्तों में लिपिड चयापचय के लिए एक नियामक भूमिका को प्रकट कर सकता है।

अनार LOX (Pgr025417) बहिर्जात मेजा अनुप्रयोग के बाद लगातार बढ़ी हुई अभिव्यक्ति के साथ, फैटी एसिड ऑक्सीकरण उत्प्रेरित करता है और क्लोरोप्लास्ट (अंजीर। 5c और 6) को स्थानीयकृत करने की भविष्यवाणी की गई थी। इसलिए, Pgr025417 संभवतः JA जैवसंश्लेषण में शामिल है जो इस उप-कोशिकीय डिब्बे (चित्र 6) में होता है। अनार में 11 पुटीय LOXs में से 5 साइटोसोलिक (टाइप I) और 6 क्लोरो-प्लास्टिक (टाइप II) (चित्र 6b) हैं। चूंकि गैर-जेए फाइटो-ऑक्सीलिपिन को साइटोसोल (पोंस डी ले6एन एट अल.2015) में संश्लेषित किया जाता है, इसलिए एक या अधिक प्रकार के आईएलओएक्स मेजा प्रेरण पर पीयूएफए को गैर-जेए फाइटो-ऑक्सीलिपिन में परिवर्तित करने के लिए जिम्मेदार हो सकते हैं। यह देखते हुए कि मेजा-उपचारित पत्तियों में जीन अभिव्यक्ति में निरंतर वृद्धि के साथ LOX (Pgr025417) गैर-जेए फाइटो-ऑक्सीलिपिन से अलग एक उप-कोशिकीय डिब्बे में स्थित है, मेजा-प्रेरित गैर-जेए फाइटो-ऑक्सीलिपिन के उत्पादन के लिए जिम्मेदार एंजाइम की संभावना है। ट्रांसक्रिप्शनल रूप से संशोधित नहीं।

अनार के पत्तों में बहिर्जात मेजा अनुप्रयोग प्रेरित ट्रांसक्रिप्शनल प्रतिक्रियाएं

अरेबिडोप्सिस में एक हालिया अध्ययन से पता चला है कि MYC (bHLH), एथिलीन प्रतिक्रिया कारक (ERF), और MYB परिवार TFs से समृद्ध एक जटिल नियामक नेटवर्क प्रारंभिक मेजा-प्रेरित ट्रांसक्रिप्शनल प्रतिक्रिया (Hickman et al.2017) में शामिल था। अनार के होमोलॉग्स ERF TFs, Pgr013499(2-h), PgrO00147(6-h), और PgrO21504 ({7}}h), और PgrO09357 (2-h सहित MYB TFs के होमोलॉग सहित) ), Pgr009366 (6- h), Pgr003015 ({13}} h), और Pgr011269 ({15}} h), प्रारंभिक समय बिंदुओं पर एकत्रित मेजा-उपचारित पत्तियों में विविध अभिव्यक्ति वाले TFs में से थे। (तालिका 1; चित्र 7)। जैसा कि ऊपर चर्चा की गई है, मक्का फ्लेवोनोइड और एंथोसायनिन नियामक प्रोटीन C1 और P (MYB TFs) के अनार के होमोलॉग और एक bHLH TF ने अभिव्यक्ति में कमी दिखाई और संभावित रूप से फ्लेवोनोइड्स और एंथोसायनिन की समग्र कमी को नियंत्रित कर सकता है। इसके अलावा, LOX (PgrO25417) के प्रवर्तक क्षेत्र में WRKY, MYB, और bZIP TFs (तालिका S7) की बाध्यकारी साइटें शामिल हैं, जो बताती हैं कि उन्हें MeJA एप्लिकेशन के जवाब में इन TF परिवारों से संबंधित विभेदित रूप से व्यक्त TFs द्वारा विनियमित किया जा सकता है। .

मेजा-उपचारित पत्तियों का तुलनात्मक जीन अभिव्यक्ति और मेटाबोलाइट विश्लेषण फलों में विविध फेनोलिक पथों की पूछताछ की सुविधा प्रदान करता है।

मेजा एप्लिकेशन के लिए अनार के पत्तों की चयापचय और ट्रांसक्रिप्शनल प्रतिक्रियाओं को समझना पौधों के स्वास्थ्य और उत्पादकता (यानी फल उत्पादन) में सुधार के लिए स्पष्ट रूप से प्रासंगिक है। इसके अलावा, मेजा-उपचारित पत्तियों की तुलनात्मक जीन अभिव्यक्ति और मेटाबोलाइट विश्लेषण भी एचटी, फ्लेवोनोइड, और एंथोसायनिन मार्गों के नियमन को स्पष्ट करने का अवसर प्रदान करते हैं जो पत्ती और फलों के ऊतकों (बार-याकोव एट अल। 2019) दोनों में मौजूद हैं। ) फेनोलिक यौगिक एचटी, फ्लेवोनोइड्स और एंथोसायनिन अनार के फलों की मानव स्वास्थ्य-लाभकारी गतिविधियों में बहुत योगदान देते हैं, फिर भी अनार (फ्लेवोनोइड्स और एंथोसायनिन के लिए) या किसी भी पौधे की प्रजातियों (एचटी के लिए) में उनके उत्पादन और संचय के नियंत्रण का व्यापक रूप से पता नहीं लगाया गया है। ) उदाहरण के लिए, मेजा-लागू अनार के फलों पर पिछले अध्ययनों ने इन मेटाबोलाइट्स से संबंधित संरचनात्मक या नियामक जीन की अभिव्यक्ति की जांच किए बिना, फसल के बाद फलों में एंथोसायनिन और फ्लेवोनोइड के स्तर को निर्धारित किया (कौषेश सबा और ज़रेई 2019; गार्सिया-पास्टर एट अल। 2020) ) दूसरी ओर, वर्तमान अध्ययन ने TFs (जैसे MYB TFs) को उजागर किया, जो HT, फ्लेवोनोइड और एंथोसायनिन बायोसिंथेटिक जीन (चित्र 7; तालिका 1) के समान अभिव्यक्ति पैटर्न के साथ मेजा-और नकली-उपचारित पत्तियों में अंतर अभिव्यक्ति दिखाते हैं। . ये TFs संभावित रूप से HT, फ्लेवोनोइड और एंथोसायनिन मार्गों के नियमन में शामिल हैं और इस प्रकार भविष्य में आगे की जांच की गारंटी देते हैं।

यह ध्यान देने योग्य है कि हमारे अध्ययन ने मिथाइलेटेड फ्लेवोनोइड्स में एक विशिष्ट वृद्धि का खुलासा किया और मेजा के साथ इलाज किए गए अनार के पत्तों में अन्य फ्लेवोनोइड्स में सामान्य कमी आई, जो रोगजनकों के खिलाफ अनार के पत्तों की रक्षा में मिथाइलेटेड फ्लेवोनोइड्स की संभावित भूमिका का सुझाव देता है (चित्र 3; तालिका S6)। मेजा के साथ इलाज किए गए अनार के फलों पर पिछली रिपोर्ट में फ्लेवोनोइड संचय में वृद्धि हुई थी, हालांकि व्यक्तिगत फ्लेवोनोइड अणुओं (कौशेश सबा और ज़रेई 2019) की मात्रा निर्धारित किए बिना केवल कुल फ्लेवोनोइड सामग्री निर्धारित की गई थी। इस प्रकार, मेजा के साथ इलाज किए गए अनार के फलों के अधिक गहन विश्लेषण की आवश्यकता है ताकि पत्ती और फलों के ऊतकों में फ्लेवोनोइड परिवर्तनों की एक साथ-साथ तुलना की जा सके। मेजा अनुप्रयोगों (गार्सिया-पास्टर एट अल। 2020) के बाद अनार के फलों में बढ़े हुए एंथोसायनिन के विपरीत, मेजा-उपचारित पत्तियों में एंथोसायनिन का स्तर कम हो गया था (चित्र 3; तालिका S6)। यह असमानता रोगजनक हमलों पर पत्ती और फलों के ऊतकों में एंथोसायनिन की विशिष्ट भूमिकाओं के कारण हो सकती है। वास्तव में, पत्तियों और फलों में एंथोसायनिन का अंतर संचय अनार के विभिन्न ऊतकों में मेजा प्रतिक्रियाओं की जांच करने की आवश्यकता को रेखांकित करता है।

समापन टिप्पणी

हमारे अध्ययन ने अनार के पत्तों में एचटी, फ्लेवोनोइड्स, एंथोसायनिन और फाइटो-ऑक्सीलिपिन में अद्वितीय चयापचय परिवर्तनों का खुलासा किया, जो बहिर्जात मेजा अनुप्रयोग द्वारा ट्रिगर किया गया था। ट्रांसक्रिप्टोम और जैव रासायनिक विश्लेषण ने सुझाव दिया कि, जबकि कई फ्लेवोनोइड्स और एंथोसायनिन का दमन ट्रांसक्रिप्शनल स्तर पर कम से कम आंशिक रूप से होता है, गैर-जेए फाइटो-ऑक्सीलिपिन के जैव-संश्लेषण में वृद्धि की संभावना ट्रांसक्रिप्शनल रूप से नियंत्रित नहीं होती है। यह काम एचटी, फ्लेवोनोइड, और एंथोसायनिन चयापचय के नियामक वास्तुकला पर आगे की जांच को प्रेरित करता है, अनार के पत्तों में मेजेए एप्लिकेशन के लिए चयापचय प्रतिक्रियाओं के ऑर्केस्ट्रेशन के साथ-साथ संकेतन और / या प्रत्यक्ष रासायनिक रक्षा में प्रेरित संचय के साथ मेटाबोलाइट्स की भूमिका।

लेखक योगदान विवरण एलसी और एलटी ने अध्ययन की कल्पना की। एलसी और डब्ल्यूएस ने प्रयोग किए। LC, WS, और LT ने डेटा का विश्लेषण किया। LC, WS, और LT ने पांडुलिपि लिखी। सभी लेखकों ने तैयार हस्तलेख को पढ़ लिया है और इसे अनुमोदित कर दिया है।

अनुपूरक सूचना ऑनलाइन संस्करण में https://doi.org/10.1007/s00425-021-03735-9 पर उपलब्ध पूरक सामग्री है।

आभार हम इस अध्ययन में इस्तेमाल किए गए अनार के बीज प्रदान करने के लिए पंजिहुआ कृषि और वानिकी विज्ञान अकादमी के सहयोगियों को धन्यवाद देते हैं। हम वाउचर नमूने की पहचान और रिकॉर्डिंग में सहायता के लिए शंघाई चेनशान बॉटनिकल गार्डन में डॉ बिनजी जीई को भी धन्यवाद देते हैं।

अनुदान इस काम को अनुदान 14DZ2260400 के तहत शंघाई नगर पालिका के विज्ञान और प्रौद्योगिकी आयोग और अनुदान G172403 और G182403 के तहत शंघाई भूनिर्माण और शहर उपस्थिति प्रशासनिक ब्यूरो के वैज्ञानिक अनुसंधान के लिए विशेष कोष द्वारा समर्थित किया गया था।

डेटा और सामग्री की उपलब्धता वर्तमान अध्ययन के दौरान उत्पन्न और विश्लेषण किए गए ट्रांसक्रिप्टोम डेटासेट एनसीबीआई में सीक्वेंस रीड आर्काइव (एसआरए) में परिग्रहण संख्या PRJNA600139 के तहत उपलब्ध हैं। वर्तमान अध्ययन के दौरान उत्पन्न और विश्लेषण किए गए मेटाबोलाइट प्रोफाइलिंग डेटासेट इस प्रकाशित में शामिल हैं। लेख और उसकी अनुपूरक फाइलें।

यह लेख प्लांटा (2021) 254:89 https://doi.org/10.1007/s00425-021-03735-9 से निकाला गया है।