郝兆东
Plant Physiology:GABA作用于植物适应高光强和高温的复合胁迫
2022-1-28 21:59
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​γ-Aminobutyric acid plays a key role in plant acclimation to a combination of high light and heat stress

第一作者Damián Balfagón

第一单位西班牙海梅一世大学

第一通讯Sara I Zandalinas


 Abstarct 


背景回顾Plants are frequently subjected to different combinations of abiotic stresses, such as high light intensity and elevated temperatures. These environmental conditions pose a threat to agriculture production, affecting photosynthesis and decreasing yield. Metabolic responses of plants, such as alterations in carbohydrates and amino acid fluxes, play a key role in the successful acclimation of plants to different abiotic stresses, directing resources towards stress responses and suppressing growth. 


植物经常会遭遇高光强、高温等各种环境胁迫的组合效应。这些环境胁迫条件会通过影响作物的光合,降低作物产量,从而对于农业生产造成威胁。植物对于胁迫环境的代谢响应,比如碳水化合物和氨基酸通量的改变,通过分配植物应对胁迫响应的营养资源,抑制生长,从而作用于植物对不同非生物胁迫的成功适应。


结果1-植物响应复合胁迫不同于响应单个胁迫Here we show that the primary metabolic response of Arabidopsis (Arabidopsis thaliana) plants to high light or heat stress is different from that of plants subjected to a combination of high light and heat stress.


本文中,作者发现拟南芥对于高光强或者高温胁迫的初生代谢响应不同于植物响应于高光强和高温的同时胁迫。


结果2-植物响应复合胁迫的独特代谢响应We further demonstrate that the combined stress results in a unique metabolic response that includes increased accumulation of sugars and amino acids coupled with decreased levels of metabolites participating in the tricarboxylic acid (TCA) cycle. 


进一步的研究发现高光强和高温的同时胁迫导致了一个独特的代谢响应,该响应包括蔗糖和氨基酸积累的增加,伴随着参与三羧酸(TCA)循环的代谢物水平降低。


结果3-GABA作用于植物响应复合胁迫Among the amino acids exclusively accumulated during a combination of high light and heat stress, we identified the non-proteinogenic amino acid γ-aminobutyric acid (GABA). 


在那些响应于高光强和高温同时胁迫而含量增加的氨基酸中,作者鉴定到了一个非蛋白氨基酸γ-氨基丁酸(GABA)。


结果4-GABA作用机制Analysis of different mutants deficient in GABA biosynthesis (GLUTAMATE DESCARBOXYLASE 3; gad3) as well as mutants impaired in autophagy (AUTOPHAGY 5 and 9; atg5 and atg9), revealed that GABA plays a key role in the acclimation of plants to a combination of high light and heat stress, potentially by promoting autophagy


通过对GABA生物合成缺陷突变体gad3以及自噬缺陷突变体atg5atg9的分析发现,GABA可能是通过自噬,在植物对高光强和高温的适应过程中发挥关键作用。


结论Taken together, our findings identify a role for GABA in regulating plant responses to combined stress.


综上,本文的研究鉴定了GABA在调控植物响应复合环境胁迫时的重要作用。


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** Sara I Zandalinas **


个人简介:

西班牙瓦伦西亚理工大学,学士;

西班牙海梅一世大学,博士;

美国密苏里大学,高级研究助理。


研究方向植物在响应高光强、热胁迫或创伤等不同环境胁迫期间的系统信号和系统获得性适应反应。


doi: https://doi.org/10.1093/plphys/kiac010


Journal: Plant Physiology

Published date: January 25, 2022

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