Comparative metabolomics analysis reveals different metabolic responses to drought in tolerant and susceptible poplar species.

การวิเคราะห์เมแทบอโลมิกส์เชิงเปรียบเทียบเผยให้เห็นถึงการตอบสนองทางเมแทบอลิซึมต่อความแห้งแล้งที่แตกต่างกันในพืชสกุลพอปลาร์ชนิดที่ทนทานและชนิดที่อ่อนแอ

Clicks: 404
ID: 64196
2019
Article Quality & Performance Metrics
Overall Quality
Not rated
Combines reader engagement with the AI quality analysis. This article has not been analysed, so there is no overall score — reader engagement is measured and shown alongside.
AI Quality Assessment
Not analyzed
Readership in this journal
Emerging

Ranked #7 of 19 articles by views in physiologia plantarum

Most read Least read

Bar heights use a square-root scale.

Mint this article as an NFT
Not yet minted

Create a permanent, verifiable on-chain record of this article on the Scimatic Network. The NFT is held in your Journament account, and you can withdraw it to your own wallet at any time.

5 SUSD one-off · no wallet required
Abstract
Drought is one of the critical factors limiting tree growth and survival. Clarifying the adaptation to drought will facilitate the cultivation of drought-tolerant varieties. Metabolites, as direct signatures of biochemical functions, can uncover the biochemical pathways involved in drought responses. Here, we investigated the physiological and metabolic responses of drought-tolerant Populus simonii and drought-susceptible P. deltoides cv. 'Danhong' to drought. Under drought conditions, P. simonii grew better and had a higher photosynthetic rate than P. deltoides cv. 'Danhong'. Global untargeted metabolite profiling was analyzed using gas chromatography time-of-flight mass spectrometry system. A total of 69 and 53 differentially accumulated metabolites were identified in drought-stressed P. simonii and P. deltoides cv. 'Danhong', respectively. The metabolisms of carbohydrate, amino acid, lipid and energy were involved in the drought responses common to both poplar species. The citric acid cycle was significantly inhibited to conserve energy, whereas multiple carbohydrates acting as osmolytes and osmoprotectants were induced to alleviate the adverse effects of drought stress. Unlike P. deltoides cv. 'Danhong', P. simonii underwent a specific metabolic reprogramming that enhanced non-enzymatic antioxidants, coordinated the cellular carbon/nitrogen balance, and regulated wax biosynthesis. These results provide a reference for characterizing the mechanisms involved in poplar response to drought and for enhancing the drought tolerance of forest trees. This article is protected by copyright. All rights reserved.
ความแห้งแล้งเป็นหนึ่งในปัจจัยวิกฤตที่จำกัดการเจริญเติบโตและการอยู่รอดของไม้ยืนต้น การทำความเข้าใจกลไกการปรับตัวต่อความแห้งแล้งจะช่วยส่งเสริมการเพาะปลูกสายพันธุ์ที่ทนแล้ง สารเมแทบอไลต์ซึ่งเป็นดัชนีบ่งชี้โดยตรงของการทำงานทางชีวเคมี สามารถเปิดเผยวิถีทางชีวเคมีที่มีบทบาทในการตอบสนองต่อความแห้งแล้งได้ ในการศึกษานี้ คณะผู้วิจัยได้ตรวจสอบการตอบสนองทางสรีรวิทยาและเมแทบอลิซึมต่อความแห้งแล้งของ *Populus simonii* ซึ่งเป็นสายพันธุ์ทนแล้ง และ *P. deltoides* cv. 'Danhong' ซึ่งเป็นสายพันธุ์ที่อ่อนแอต่อความแห้งแล้ง ภายใต้สภาวะแห้งแล้ง *P. simonii* เจริญเติบโตได้ดีกว่าและมีอัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงสูงกว่า *P. deltoides* cv. 'Danhong' การวิเคราะห์โพรไฟล์สารเมแทบอไลต์โดยรวมแบบไม่จำเพาะเจาะจงดำเนินการโดยใช้ระบบแก๊สโครมาโทกราฟี-ไทม์ออฟไฟลต์แมสสเปกโทรเมทรี ผลการศึกษาพบสารเมแทบอไลต์ที่มีการสะสมแตกต่างกันจำนวน 69 และ 53 ชนิดใน *P. simonii* และ *P. deltoides* cv. 'Danhong' ที่เผชิญความเครียดจากความแห้งแล้ง ตามลำดับ เมแทบอลิซึมของคาร์โบไฮเดรต กรดอะมิโน ลิพิด และพลังงาน มีส่วนเกี่ยวข้องกับการตอบสนองต่อความแห้งแล้งที่พบร่วมกันในพอปลาร์ทั้งสองชนิด โดยวัฏจักรกรดซิตริกถูกยับยั้งอย่างมีนัยสำคัญเพื่อสงวนพลังงาน ในขณะที่คาร์โบไฮเดรตหลายชนิดที่ทำหน้าที่เป็นสารควบคุมแรงดันออสโมซิสและสารปกป้องออสโมซิสถูกชักนำให้เพิ่มขึ้นเพื่อบรรเทาผลกระทบเชิงลบจากความเครียดจากความแห้งแล้ง ทั้งนี้ แตกต่างจาก *P. deltoides* cv. 'Danhong' โดยที่ *P. simonii* มีการปรับเปลี่ยนกระบวนการทางเมแทบอลิซึมอย่างจำเพาะ ซึ่งช่วยส่งเสริมสารต้านอนุมูลอิสระชนิดที่ไม่ใช่เอนไซม์ ปรับสมดุลระหว่างคาร์บอนและไนโตรเจนภายในเซลล์ รวมถึงควบคุมการสังเคราะห์ชีวภาพของไขพืช ผลการวิจัยเหล่านี้เป็นข้อมูลอ้างอิงสำหรับการอธิบายลักษณะกลไกที่เกี่ยวข้องกับการตอบสนองต่อความแห้งแล้งของพอปลาร์ และเป็นแนวทางในการเสริมสร้างความทนทานต่อความแห้งแล้งของไม้ป่า บทความนี้ได้รับการคุ้มครองลิขสิทธิ์ สงวนลิขสิทธิ์ทุกประการ
Reference Key
jia2019comparativephysiologia Use this key to autocite in the manuscript while using SciMatic Manuscript Manager or Thesis Manager
Authors Jia, Huixia;Wang, Lijuan;Li, Jianbo;Sun, Pei;Lu, Mengzhu;Hu, Jianjun;
Journal physiologia plantarum
Year 2019
DOI
10.1111/ppl.13036
URL
Keywords

Citations

No citations found. To add a citation, contact the admin at info@scimatic.org

No comments yet. Be the first to comment on this article.