نبذة مختصرة : La maturation des fruits est un processus de développement hautement coordonné conduit par un réseau hormonal complexe. L'éthylène est le principal régulateur de la maturation des fruits climactériques. Cependant, un rôle putatif d'autres phytohormones clés dans ce processus ne peut être exclu. Nous avons précédemment observé une augmentation du niveau d'auxine au cours de la maturation post-récolte du fruit du durian, qui s'est produite de manière concomitante à l'augmentation de la biosynthèse de l'éthylène climatérique. Ici, nous connectons le composant clé de signalisation de l'auxine, les facteurs de réponse à l'auxine (FRA), au réseau réglementaire qui contrôle la maturation des fruits chez le durian grâce à l'identification et à la caractérisation fonctionnelle d'un FRA associé à la maturation candidat. Notre analyse à l'échelle du transcriptome a identifié 15 membres de l'ARF chez le durian (DzARF), dont 12 ont été exprimés dans la pulpe de fruit. La plupart de ces DzARF présentaient une expression différentielle, mais DzARF2A présentait un modèle d'expression associé à la maturation marqué pendant la maturation post-récolte à Monthong, un cultivar commercial de durian de Thaïlande. L'analyse phylogénétique de DzARF2A basée sur son orthologue tomate a prédit un rôle dans la maturation par la régulation de la biosynthèse de l'éthylène. L'expression transitoire de DzARF2A dans les feuilles de Nicotiana benthamiana a significativement régulé à la hausse les niveaux d'expression des gènes biosynthétiques de l'éthylène, indiquant un rôle associé à la maturation de DzARF2A par la régulation transcriptionnelle de la biosynthèse de l'éthylène. Le test du double rapporteur de la luciférase a déterminé que DzARF2A trans-active les gènes biosynthétiques de l'éthylène durien. Nous avons précédemment signalé un taux d'auxine significativement plus élevé pendant la maturation post-récolte chez un cultivar à maturation rapide (Canée) par rapport à un cultivar à maturation lente (Monthong). L'expression de DzARF2A était significativement plus élevée lors de la maturation post-récolte chez les cultivars à maturation rapide (Canée et Phuangmanee) par rapport à celle des cultivars à maturation lente (Monthong et Kanyao). Ainsi, un niveau d'auxine plus élevé pourrait réguler à la hausse l'expression de DzARF2A pendant la maturation d'un cultivar à maturation rapide. L'expression induite par l'auxine de DzARF2A a confirmé sa réactivité au traitement à l'auxine exogène de manière dose-dépendante, suggérant un rôle médié par l'auxine de DzARF2A dans la maturation des fruits. Nous suggérons qu'une expression élevée de DzARF2A activerait la transcription médiée par ARF2A des gènes biosynthétiques de l'éthylène, conduisant à une biosynthèse accrue de l'éthylène climatérique (diaphonie auxine-éthylène) et à une maturation plus rapide. Par conséquent, nous avons démontré que DzARF2A était un nouveau composant du réseau de régulation pouvant médier la maturation des fruits du durian par la régulation transcriptionnelle des gènes biosynthétiques de l'éthylène.
La maduración de la fruta es un proceso de desarrollo altamente coordinado impulsado por una compleja red hormonal. El etileno es el principal regulador de la maduración climatérica de la fruta. Sin embargo, no se puede excluir un papel putativo de otras fitohormonas clave en este proceso. Anteriormente observamos un aumento del nivel de auxina durante la maduración poscosecha del fruto de durián, que se produjo de forma concomitante con el aumento de la biosíntesis de etileno climatérico. Aquí, conectamos el componente clave de señalización de auxinas, los factores de respuesta a auxinas (ARF), con la red reguladora que controla la maduración de la fruta en durián a través de la identificación y caracterización funcional de un ARF candidato asociado a la maduración. Nuestro análisis de todo el transcriptoma identificó 15 miembros de ARF en durian (DzARF), de los cuales 12 se expresaron en la pulpa de la fruta. La mayoría de estos DzARF mostraron una expresión diferencial, pero DzARF2A tuvo un patrón de expresión marcado asociado a la maduración durante la maduración posterior a la cosecha en Monthong, un cultivar comercial de durián de Tailandia. El análisis filogenético de DzARF2A basado en su ortólogo de tomate predijo un papel en la maduración a través de la regulación de la biosíntesis de etileno. La expresión transitoria de DzARF2A en hojas de Nicotiana benthamiana aumentó significativamente los niveles de expresión de los genes biosintéticos de etileno, lo que apunta a un papel asociado a la maduración de DzARF2A a través de la regulación transcripcional de la biosíntesis de etileno. El ensayo de indicador de luciferasa dual determinó que DzARF2A transactiva los genes biosintéticos de etileno durian. Anteriormente informamos un nivel de auxinas significativamente más alto durante la maduración posterior a la cosecha en un cultivar de maduración rápida (Chanee) en comparación con uno de maduración lenta (Monthong). La expresión de DzARF2A fue significativamente mayor durante la maduración posterior a la cosecha en los cultivares de maduración rápida (Chanee y Phuangmanee) en comparación con los de maduración lenta (Monthong y Kanyao). Por lo tanto, un mayor nivel de auxina podría regular positivamente la expresión de DzARF2A durante la maduración de un cultivar de maduración rápida. La expresión inducida por auxina de DzARF2A confirmó su capacidad de respuesta al tratamiento con auxina exógena de una manera dependiente de la dosis, lo que sugiere un papel mediado por auxina de DzARF2A en la maduración de la fruta. Sugerimos que la alta expresión de DzARF2A activaría la transcripción mediada por ARF2A de genes biosintéticos de etileno, lo que conduciría a una mayor biosíntesis de etileno climatérico (diafonía auxina-etileno) y una maduración más rápida. Por lo tanto, demostramos que DzARF2A es un nuevo componente de la red reguladora que posiblemente media la maduración del fruto de durio a través de la regulación transcripcional de los genes biosintéticos de etileno.
Fruit ripening is a highly coordinated developmental process driven by a complex hormonal network. Ethylene is the main regulator of climacteric fruit ripening. However, a putative role of other key phytohormones in this process cannot be excluded. We previously observed an increasing level of auxin during the post-harvest ripening of the durian fruit, which occurred concomitantly with the rise in the climacteric ethylene biosynthesis. Herein, we connect the key auxin signaling component, auxin response factors (ARFs), with the regulatory network that controls fruit ripening in durian through the identification and functional characterization of a candidate ripening-associated ARF. Our transcriptome-wide analysis identified 15 ARF members in durian (DzARFs), out of which 12 were expressed in the fruit pulp. Most of these DzARFs showed a differential expression, but DzARF2A had a marked ripening-associated expression pattern during post-harvest ripening in Monthong, a commercial durian cultivar from Thailand. Phylogenetic analysis of DzARF2A based on its tomato orthologue predicted a role in ripening through the regulation of ethylene biosynthesis. Transient expression of DzARF2A in Nicotiana benthamiana leaves significantly upregulated the expression levels of ethylene biosynthetic genes, pointing to a ripening-associated role of DzARF2A through the transcriptional regulation of ethylene biosynthesis. Dual-luciferase reporter assay determined that DzARF2A trans-activates durian ethylene biosynthetic genes. We previously reported significantly higher auxin level during post-harvest ripening in a fast-ripening cultivar (Chanee) compared to a slow-ripening one (Monthong). DzARF2A expression was significantly higher during post-harvest ripening in the fast-ripening cultivars (Chanee and Phuangmanee) compared to that of the slow-ripening ones (Monthong and Kanyao). Thus, higher auxin level could upregulate the expression of DzARF2A during ripening of a fast-ripening cultivar. The auxin-induced expression of DzARF2A confirmed its responsiveness to exogenous auxin treatment in a dose-dependent manner, suggesting an auxin-mediated role of DzARF2A in fruit ripening. We suggest that high DzARF2A expression would activate ARF2A-mediated transcription of ethylene biosynthetic genes, leading to increased climacteric ethylene biosynthesis (auxin-ethylene crosstalk) and faster ripening. Hence, we demonstrated DzARF2A as a new component of the regulatory network possibly mediating durian fruit ripening through transcriptional regulation of ethylene biosynthetic genes.
نضج الفاكهة هو عملية تنموية منسقة للغاية مدفوعة بشبكة هرمونية معقدة. الإيثيلين هو المنظم الرئيسي لنضج الثمار المناخية. ومع ذلك، لا يمكن استبعاد الدور المفترض للهرمونات النباتية الرئيسية الأخرى في هذه العملية. لقد لاحظنا سابقًا مستوى متزايد من الأوكسين أثناء نضج فاكهة دوريان بعد الحصاد، والذي حدث بالتزامن مع ارتفاع التخليق الحيوي للإيثيلين المناخي. هنا، نربط مكون إشارة الأوكسين الرئيسي، عوامل استجابة الأوكسين (ARFs)، بالشبكة التنظيمية التي تتحكم في نضج الفاكهة في دوريان من خلال تحديد وتوصيف وظيفي لمرشح ARF المرتبط بالنضج. حدد تحليلنا على نطاق transcriptome 15 عضوًا من أعضاء ARF في دوريان (DzARFs)، تم التعبير عن 12 منها في لب الفاكهة. أظهرت معظم DzARFs هذه تعبيرًا تفاضليًا، لكن DzARF2A كان له نمط تعبير مرتبط بالنضج أثناء نضج ما بعد الحصاد في Monthong، وهو صنف دوريان تجاري من تايلاند. توقع التحليل الوراثي لـ DzARF2A بناءً على تقويم الطماطم دورًا في النضج من خلال تنظيم التخليق الحيوي للإيثيلين. التعبير العابر عن DzARF2A في أوراق Nicotiana benthamiana يزيد بشكل كبير من مستويات التعبير عن جينات الإيثيلين الحيوية، مما يشير إلى دور DzARF2A المرتبط بالنضج من خلال التنظيم النسخي للتخليق الحيوي للإيثيلين. حدد اختبار مراسل ثنائي لوسيفيراز أن DzARF2A ينشط جينات دوريان الإيثيلين الحيوية. لقد أبلغنا سابقًا عن مستوى أوكسين أعلى بكثير أثناء نضج ما بعد الحصاد في صنف سريع النضج (Chanee) مقارنة بصنف بطيء النضج (Monthong). كان تعبير DzARF2A أعلى بكثير أثناء نضج ما بعد الحصاد في الأصناف سريعة النضج (Chanee و Phuangmanee) مقارنة بالأصناف بطيئة النضج (Monthong و Kanyao). وبالتالي، يمكن أن يؤدي ارتفاع مستوى الأوكسين إلى رفع مستوى التعبير عن DzARF2A أثناء نضج صنف سريع النضج. أكد التعبير المستحث بالأوكسين لـ DzARF2A استجابته للعلاج بالأوكسين الخارجي بطريقة تعتمد على الجرعة، مما يشير إلى دور DzARF2A بوساطة الأوكسين في نضج الفاكهة. نقترح أن تعبير DzARF2A العالي من شأنه أن ينشط النسخ بوساطة ARF2A للجينات الاصطناعية الحيوية للإيثيلين، مما يؤدي إلى زيادة التخليق الحيوي للإيثيلين في المناخ (تشويش أوكسين- إيثيلين) ونضج أسرع. وبالتالي، أظهرنا DzARF2A كمكون جديد للشبكة التنظيمية ربما يتوسط نضج فاكهة دوريان من خلال التنظيم النسخي لجينات الإيثيلين التخليقية الحيوية.
Processing Request
No Comments.