外源褪黑素促进茶树木质素的生物合成
第一作者
Miaohua Han
第一单位
南京农大
通讯作者
Jing Zhuang
Abstract
背景+问题：Melatonin (MT) is a bioactive molecule that can regulate various developmental processes. Changes in lignin content play important roles in plant growth and development. However, the regulatory role of melatonin in lignin deposition in tea plants is unclear till now.
主要研究：Tea plants were treated with melatonin, and the content and distribution of lignin and POD activity were determined. The differences between the treatment and control group were also studied by transcriptomic analysis to explore the genetic basis of secondary metabolites related to tea production.
结果1-木质素含量和POD活性：Herein, quantitative analysis and histochemical staining showed that lignin content significantly increased over time, and melatonin treatment triggered the lignification at 8 and 16 d in tea leaves. The POD activity participated in lignin formation had also been significantly improved. The effect of melatonin on the increase of lignin content was attenuation over time.
结果2-转录组分析： Sequencing results based on transcriptome at 8 and 16 d showed that 5273 and 3019 differentially expressed genes (DEGs) were identified in CK1 vs. MT1 and CK2 vs. MT2, respectively. A total of 67 DEGs were annotated to lignin biosynthesis, and 38 and 9 genes were significantly up-regulated under melatonin treatment, respectively. Some transcription factor genes such as MYB were also identified among the two pairwise comparisons, which might relate to lignin metabolism.
结论：Melatonin increased the degree of lignification in tea leaves by modifying the enzyme genes expression involved in lignin synthesis pathway. These results provide a reference for further study on the molecular mechanism of the dynamic changes of lignin content induced by melatonin treatment in tea plants.
摘 要
褪黑素（MT）是一种生物活性分子，可以调节各种发育过程。木质素含量的变化在植物生长发育中起重要作用。在此，定量分析和组织化学染色显示，木质素含量随时间显着增加，褪黑素处理后在茶叶的第8和16 d触发了木质化。参与木质素形成的POD活性也得到了显着改善。褪黑素对木质素含量增加的影响是随着时间的推移而衰减。基于转录组在第8天和第16天的测序结果表明，分别在CK1对MT1和CK2对MT2中鉴定了5273和3019个差异表达基因（DEG）。总共有67个DEG被注解为木质素生物合成，并且在褪黑激素处理下分别显着上调了38个基因和9个基因。在两个成对比较中还鉴定了一些转录因子基因，例如MYB，这可能与木质素代谢有关。褪黑素通过修饰参与木质素合成途径的酶基因表达来提高茶叶中的木质化程度。这些结果为进一步研究褪黑素处理诱导茶树中木质素含量动态变化的分子机理提供了参考。
DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2021.03.025
Journal: International Journal of Biological Macromolecules
Impact Factor：5.162
Published date: March 5, 2021
END
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