At the core of salinity : Divergent transcriptomic responses to neutral and alkaline salinity in Arabidopsis thaliana
Almira, Maria Jose (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Biologia Animal, de Biologia Vegetal i d'Ecologia)
Busoms, Silvia (Universitat Autònoma de Barcelona. Centre de Recerca en Sanitat Animal)
Pérez-Martín, Laura (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Biologia Animal, de Biologia Vegetal i d'Ecologia)
Escolà Oliva, Glòria (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Biologia Animal, de Biologia Vegetal i d'Ecologia)
López-Valiñas, Álvaro (Universitat Autònoma de Barcelona. Centre de Recerca en Sanitat Animal)
Garcia-Molina, Antonio (Centre de Recerca en Agrigenòmica)
Llugany i Ollé, Mercè (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Biologia Animal, de Biologia Vegetal i d'Ecologia)
Poschenrieder, Charlotte (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Biologia Animal, de Biologia Vegetal i d'Ecologia)

Data:	2024
Resum:	In the context of current climate change, alkaline salinity is increasingly challenging crop yields, especially in arid and semiarid regions. Alkaline salinity is more detrimental to plant performance than neutral salinity and tolerance to neutral salinity may not confer tolerance to alkaline salinity. The mechanisms behind are still poorly understood. This study aims to identify physiological and genetic traits underlying this differential tolerance to neutral and alkaline salinity by exploiting the variation present in natural populations (demes) of Arabidopsis thaliana. Growth, photosynthesis, phytohormone and mineral nutrient profiles, plant water status and transcriptomic changes were analyzed in four demes with contrasting tolerance to neutral and alkaline salinity. Results of this novel holistic approach suggest low internal Fe use efficiency caused by bicarbonate as a driver of enhanced sensitivity to alkaline salinity in plants adapted to neutral salinity prompting photosynthesis inhibition and alteration of the plant's carbon budget for primary and secondary metabolism. Moreover, alkaline salinity specifically altered the auxin and jasmonic acid signaling pathways, while sustained ABA biosynthesis was an adaptive trait under neutral salinity. Exploring the genes with non-shared expression trends between salinity types, we identified sequence variation at the BGAL4 locus associated with advantageous responses to each type of salinity. Weighted correlation network analysis (WGCNA) validated the significant involvement of gene co-expression modules targeted by the enrichment analyses, highlighting the hubs correlated with favorable responses to both salinity types. Overall, the present study points out the complex physiological and genetic mechanisms responsible for plant tolerance to alkaline salinity and proposes target genes for breeding strategies under alkaline saline soils.
Ajuts:	Agencia Estatal de Investigación PID2019-104000RB-I00
Nota:	Altres ajuts: acords transformatius de la UAB
Drets:	Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, i la comunicació pública de l'obra, sempre que no sigui amb finalitats comercials, i sempre que es reconegui l'autoria de l'obra original. No es permet la creació d'obres derivades.
Llengua:	Anglès
Document:	Article ; recerca ; Versió publicada
Matèria:	Arabidopsis demes ; Abiotic stress ; Alkaline salinity ; Transcriptome ; WGCNA
Publicat a:	Environmental and experimental botany, Vol. 228, Part A (December 2024) , art. 105982, ISSN 1873-7307

DOI: 10.1016/j.envexpbot.2024.105982

16 p, 6.2 MB

El registre apareix a les col·leccions:
Documents de recerca > Documents dels grups de recerca de la UAB > Centres i grups de recerca (producció científica) > Ciències de la salut i biociències > Centre de Recerca en Sanitat Animal (CReSA-IRTA)
Documents de recerca > Documents dels grups de recerca de la UAB > Centres i grups de recerca (producció científica) > Ciències > CRAG (Centre de Recerca en Agrigenòmica)
Articles > Articles de recerca
Articles > Articles publicats