γ-Valactone, transkriptom ve bitki hormonu değişiklikleri yoluyla domates fidelerinin büyümesini teşvik eder | Bitki Moleküler Biyolojisi

Tarımın kimyasal gübrelere olan bağımlılığını azaltmak için yeni gübre türlerine olan ilgi artmaktadır. Temel bileşikler şunlardır:Umut vadeden büyüme hızlandırıcılar.*S. stearothermiae* NRCB010 tarafından üretilen uçucu bir organik bileşik olan gama-valaktonun, steril koşullar altında domates fidelerinin büyümesini teşvik ettiği gösterilmiştir. Bu nedenle, hidroponik ve sera koşullarında farklı gama-valakton konsantrasyonlarının domates fidelerinin büyümesi üzerindeki etkilerini araştırdık ve ayrıca transkripsiyon ve hormon seviyelerindeki karşılık gelen değişiklikleri inceledik. Sonuçlar, gama-valakton uygulamasının domates fidelerinin büyümesini önemli ölçüde teşvik ettiğini ve hidroponik ve sera koşullarında sırasıyla 100 mg/L ve 250 mg/L'lik optimum konsantrasyonlarda etkili olduğunu göstermiştir. IAA-aspartik asit, IAA-glutamik asit,indol-3-asetamidYaprak, gövde ve köklerdeki indol-3-asetonitril, indol-3-bütirik asit ve gibberellin seviyeleri önemli ölçüde arttı. Transkriptom analizi, γ-valerolakton uygulamasından 6 saat sonra, ekspresyonu artan farklı ifade edilen genlerin (DEG) sayısının, ekspresyonu azalan genlerin sayısını aştığını ortaya koydu; ancak, 24 saatlik uygulamadan sonra bunun tersi durum gözlemlendi. γ-valerolakton, fotosentez, bitki hormonu sinyallemesi ve ikincil metabolit biyosentezi gibi mekanizmalar yoluyla domates fidelerinin büyümesini teşvik edebilir. Bu çalışma, γ-valerolaktonun yeni bir bitki büyüme düzenleyicisi olarak uygulanması için teorik bir temel sağlamakta ve son derece etkili ve çevre dostu tarımsal biyostimülanların geliştirilmesi için zemin hazırlamaktadır.

Morfolojik, transkriptomik ve hormonal analizler, γ-valerolaktonun domates fidelerinin büyümesini iyileştirdiğini ve hormon seviyelerini artırdığını göstermiştir.
Basu A, Prasad P, Das SN, Kalam S, Syed RZ, Reddy MS, El Enshasy H (2021) Bitki büyümesini teşvik eden rizosfer bakterileri (PGPR) çevre dostu biyoinokülatörler olarak: son gelişmeler, sınırlamalar ve gelecek перспектиfleri. Sürdürülebilirlik 13(3): 1140
Campobenedetto S, Mannino G, Bickwilder J, Contartesse V, Karlova R, Bertea CM (2021) Tanin bazlı biyostimülanların uygulanması domates kök yapısını etkiler ve tuz toleransını artırır. Sci Rep 11(1):354
Cao Hong, Gong Hong, Song Tao, Yu Ming, Pan Xin, Yu Juan, Qi Zhi, Du Yan, Liu Yan (2022) UvSte50 adaptör proteini, MAPK sinyal yolu aracılığıyla *Ustilago maydis'in* patojenitesini düzenler. *Acta Mycologica Sinica* 8(9):954
Castiglione AM, Mannino G., Contartesse V., Bertea CM, Ertani A. (2021) Modern tarımın ihtiyaçlarını karşılamak için mikrobiyal biyostimülanlar: bu yenilikçi ürünlerin bileşimi, işlevleri ve uygulamaları. Plants-Basel 10(8):1533
Chandel SS, Sharma KD (2023) Yüksek sıcaklık stresi altında karbonhidrat metabolizması yolu genlerinin aşağı regülasyonu, nohut yapraklarında sukroz ve nişasta içeriğinin azalmasına neden oldu. Hindistan Bilimler Akademisi Bildirileri 46(5):445–449
Chen K, Li GJ, Bressan RA, Song CP, Zhu JQ, Zhao Y (2020a) Bitkilerde absisik asidin dinamikleri, sinyalleşmesi ve işlevi. J Integr Plant Biol 62(1):25–54
Chen S, Zhao Y, Zhao H, Chen S (2020b) Huş ağacında olası lignin biyosentez genlerinin tanımlanması. Odun Yapısı ve Fonksiyonu 34(5):1255–1265
Ding Z, Yao Y, Yao K, Hou H, Zhang Z, Huang Y, Wang S, Liao W (2024) SlSERK3B, fotosentetik kapasiteyi düzenleyerek domates fidesinin büyümesini ve gelişmesini destekler. Uluslararası Moleküler Bilimler Dergisi 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 ve MYB85, ikincil hücre duvarı oluşumu sırasında fenilalanin ve lignin biyosentezini düzenler 1 [Açık Erişim]. Acta Physiologica Sinica 182(3):1272–1283
Guo Z, Chen Y, Wu D, Du Y, Wang M, Liu Z, Chu J, Yao S (2022) Transkriptom analizi, Pinellia ternata'nın alkaloid biyosentez yolunda ekzojen brassinolidin önemli bir rolünü ortaya koymaktadır. Uluslararası Moleküler Bilimler Dergisi 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) Absisik asit: meyve gelişimi ve olgunlaşmasındaki rolü. Front Plant Sci 13:817500
Hildebrandt TM, Nesi AN, Araujo VL, Brown HP (2015) Bitkilerde amino asit katabolizmi. Mol Plant 8(11):1563–1579
Horvath IT, Mehdi H, Fabos V, Boda L, Mika LT (2008) γ-velolakton: sürdürülebilir bir enerji ve karbon içeren kimyasal sıvı. 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) Bitki biyostimülanları: bitkilerin abiyotik strese adaptasyonunu artırmaya yönelik mekanizmalar ve uygulamalar. Toprak Bilimi ve Bitki Beslenmesi Dergisi 24:6641–6690

Kishore PBK, Tiozone RN Jr, Fernie AR, Srinivasulu N (2022) Absisik asit ve bitki büyümesi, gelişimi ve verim istikrarının düzenlenmesindeki rolü. Bitki Bilimindeki Eğilimler 27(12):1283–1295
Kumar K, Raina SK, Sultan SM (2020) Arabidopsis MAPK sinyal yolu ve abiyotik strese yanıt olarak etkileşimleri. Bitki Biyokimyası ve Biyoteknoloji Dergisi 29(4):700–714
Lee D, Yeon YJ (2020) Enantioselektif kemoenzimatik yöntemle levulinik asitten (R)-γ-valerat sentezi. 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) Tiadizolin, etilen, oksin ve sitokinin arasındaki karmaşık etkileşimleri düzenleyerek pamuk yaprağı dökülmesini teşvik eder. Uluslararası Moleküler Bilimler Dergisi 23(5):2696
Li J, Min S, Luo Q, Abdoulaye AH, Zhang S, Huang W, Zhang R, Chen Y (2023a) Abiyotik stres altında yoncadaki GH3 ailesinin moleküler karakterizasyonu. Gene 851:146982
Li Yan, Han Shuai, Qi Yong (2023b) Bitki oksin yanıt faktörlerinin yapısı ve işlevleri üzerine araştırma ilerlemesi. Bütünleşik Bitki Biyolojisi Dergisi 65(3):617–632
Ma X, Zhang Y, Tureckova V, Xue GP, Ferney AR, Müller-Robert B, Balazadeh S (2018) NAC transkripsiyon faktörü SlNAP2, domates yaprağı yaşlanmasını ve meyve verimini düzenler. Acta Physiologica Sinica 177(3):1286–1302.
Machik M., Gryta A., Frack M. (2020) Tarımsal biyolojik gübreler: kavramlar, stratejiler ve toprak mikroorganizmaları üzerindeki etkisi. Tarımda İlerleme 162:31–87
Moshinets OV, Babenko LM, Rogalsky SP, Jungin OS, Foster J, Kosakiwska IV, Potters G, Spears AJ (2019), kışlık buğday tohumlarının bakteriyel quorum-sensing sinyali N-heksanoil-L-homoserin lakton (C6-HSL) ile ön işlemden geçirilmesinin bitki büyümesini ve tohum verimini iyileştirme potansiyelini göstermiştir. PLoS ONE 14(2):e0209460
Müller M. (2021) Düşman ve dost ayırt edilemez: abiyotik stres altında absisik asit ve etilenin etkileşimleri. Plants-Basel 10(3):448
Moon HI, Kwon MK, Lee NR, Song SY, Song DH, Lee CH (2021), kütle spektrometresi tabanlı metabolomik yöntemini kullanarak farklı domateslerin metabolitlerini ve fonksiyonel özelliklerini karşılaştırdı. Front Nutr 8:659646
Ning Yi, Ding Yongkang, Chang Yonghong, Zhang Shuai, An Haiming, Fu Yongjun (2023) Düşük konsantrasyonlardaki metil jasmonat, bitki hormonu sinyallemesi ve triterpenoid sentezi arasındaki denge yoluyla Podocarpus macrophyllus'un büyümesini teşvik eder. Bitki Büyüme Düzenlemesi 101(1):187–199
Pavlovich PV, Koshy P (2022) Gen ekspresyon dizilimindeki farklılıklar: RNA-seq verilerinin analizi. Methods Mol Biol (Clifton NJ) 2508:279–318
Prisa D, Fresco R, Spagnuolo D (2023) Bitki üretiminde ve direnç artırımında mikrobiyal biyolojik gübrelerin uygulanması: bir inceleme. Agric Basel 13(9):1666
Ren Feng, Liu Ning, Gao Bing, Shen Hui, Li Shuai, Li Li, Zheng Dan, Shen Wei, Gao Ning (2024) Domates fidelerinin kolonizasyonunu artırmak ve büyümesini teşvik etmek için *Stenotrophomonas stearothermiae*'deki uçucu organik bileşiklerin tanımlanması. Uygulamalı Mikrobiyoloji Dergisi 135(10):lxae248
Ullah S, Schmidt A, Reichelt M, Tsai SJ, Gershenzon J (2022) Kavakta salisilik ve jasmonik asit sinyal yolları arasında antagonistik bir etkileşim bulunmamaktadır. New Botanist 235(2):701–717
Wang Zhiqiang, Gou Xiaodong (2020) Reseptör benzeri protein kinazlar, bitki gelişiminin düzenlenmesinde MAPK'lerin yukarı akışında yer almaktadır. Uluslararası Moleküler Bilimler Dergisi 21(20):7638
Wang Chao, Zhang Jie, Li Jie, Xie Jun, Chai Qiang (2024) Eksojen metil jasmonat, hidroponik olarak yetiştirilen pırasalarda endojen hormon sentezini düzenleyerek büyümelerini ve fotosentezlerini teşvik eder. Bahçe Bitkileri Bilimi 327:112861
Young T, Davis PJ, Reid JB (1996) Tam ışık altında bezelye gövde uzamasının düzenlenmesinde oksin ve gibberellinin göreceli rollerinin genetik analizi. Acta Physiologica Sinica 110(3):1029–1034
Yu Z, Zhang F, Friml J, Ding Z (2022) Oksin sinyallemesi: Son 30 yıldaki araştırma ilerlemesi. J Integr Plant Biol 64(2):371–392

Zhang Hua, Zheng Dan, Hu Chao, Cheng Wei, Lei Peng, Xu Hui, Gao Ning (2023) Pseudomonas NRCB010 metabolitleri, rizosfer kolonizasyonunu arttırmak için spesifik domates kökü sızıntılarını indükler. 13(5):664
Zhou Chao, Li Shuai, Zheng Yong, Lei Peng, Chen Yong, Ying Hua, Gao Ning (2022) Yüksek enerjili bir fosfat bileşiği, fotosentezi, büyümeyi artırarak ve sistemik istikrarla ilgili süreçleri tetikleyerek marul büyümesini teşvik eder. Toprak Bilimi ve Bitki Beslenmesi Dergisi 22(2):1955–1969
Zhou X, Shen H, Yan X, Ma X, Leng J, Sun Y, Gao N (2024a) Asetoin, metabolik yolları aktive ederek marul fidelerinde bitki büyümesini teşvik eder ve tuz stresini hafifletir. Plants-Basel 13(23):3312
Zhou Chao, Zheng Yong, Leng Jun, Ma Chao, Niu Hui, Chen Yong, Ying Hui, Gao Ning (2024b) Marul fidelerinde ekzojen kadaverin fosfatın büyüme, fotosentez ve gen ekspresyonu üzerindeki etkileri. Çin Toprak Bilimi ve Bitki Beslenmesi Dergisi 24(1):537–546
Nanjing Teknoloji Üniversitesi Yüksek Performanslı Hesaplama Merkezi'ne bize sağladığı hesaplama kaynakları için en içten şükranlarımızı sunuyoruz.
Bu araştırma, Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı (32172673 ve 31972503) ve Nanjing Teknoloji Üniversitesi Öğrenci İnovasyon ve Girişimcilik Eğitim Platformu Projesi (2025DC0047, 2025DC1680, 2025DC1682) tarafından desteklenmiştir.
Nanjing Teknoloji Üniversitesi Biyoteknoloji ve İlaç Mühendisliği Bölümü, Nanjing 211816, Çin
Jiangsu Eyaleti Atmosferik Çevre İzleme ve Kirlilik Kontrolü Anahtar Laboratuvarı, Atmosferik Çevre ve Ekipman Teknolojisi İşbirliği İnovasyon Merkezi, Çevre Bilimi ve Mühendisliği Fakültesi, Nanjing Bilgi Bilimi ve Teknolojisi Üniversitesi, Nanjing 210044, Çin
Kavramsallaştırma, Shanshan Li; Veri iyileştirme: Xiyue Sha, Shanshan Li, Hui Shen; Biçimsel analiz, Fangfang Ren ve Xin Tao; Finansman alımı: Nan Gao, Weiye Chen, Xiyue Sha ve Zhuorui Li; Metodoloji, Fangfang Ren ve Weiye Chen; Proje yönetimi, Nan Gao; Yazan – orijinal taslak, Fangfang Ren ve Hui Shen; Yazma, inceleme ve düzenleme: Weishou Shen, Hui Shen ve Nan Gao.
Springer Nature, yayınladığı haritalardaki bölgesel iddialar ve kurumsal bağlantılar konusunda tarafsızlığını korumaktadır.
Springer Nature veya lisans verenleri (örneğin, dernekler veya diğer ortaklar), yazarlar veya diğer telif hakkı sahipleriyle yapılan yayın anlaşmaları uyarınca bu makalenin münhasır telif hakkına sahiptir; yazarların bu makalenin kabul edilmiş taslak sürümlerini kendi başlarına yayınlamaları tamamen söz konusu yayın anlaşmalarının şartlarına ve geçerli yasalara tabidir.