Physiological and transcriptomic analyses of leaves from Gardenia jasminoides Ellis under waterlogging stress / Análises fisiológicas e transcriptômicas de folhas de Gardenia jasminoides Ellis sob estresse hídrico

ABSTRACT

Gardenia jasminoides Ellis is a Chinese herbal medicine with medicinal and economic value, but its mechanism of response to waterlogging stress remains unclear. In this study, the "double pots method" was used to simulate the waterlogging stress of Gardenia jasminoides Ellis to explore its physiological and transcriptomic response mechanism. We found no significant damage to Gardenia jasminoides Ellis membrane lipid during stress. POD played a vital antioxidant role, KEGG enrichment showed that secondary metabolites such as flavonoids might also play an antioxidant role, and PRO played a significant osmotic adjustment. Endogenous hormones regulate the Gardenia jasminoides Ellis's growth and development and play a role in signal transduction. Among them, light waterlogging stress is delayed. At the same time, there were 19631, 23693, and 15045 differentially expressed genes on the 5th, 10d, and 15d of Gardenia jasminoides Ellis under waterlogging stress. These genes were closely associated with the proteasome, endopeptidase, ribosome, MAPK signal transduction, and endogenous hormone signal transduction, plant-pathogen interaction and phenylpropanoid biosynthesis and other physiological and metabolic pathways, which regulate the turnover and transportation of protein, the reinforcement and adhesion of cell walls, the induction of stomatal closure, allergic reactions, defense reactions, leaf movements and others. It also can absorb ultraviolet rays to reduce the generation of oxygen free radicals, change the way of energy utilization and adjust the osmotic pressure of plant cells.

RESUMO

Gardenia jasminoides Ellis é um fitoterápico chinês com valor medicinal e econômico, mas seu mecanismo de resposta ao estresse hídrico permanece obscuro. Neste estudo, o "método de potes duplos" foi usado para simular o estresse hídrico de G. jasminoides Ellis e explorar seu mecanismo de resposta fisiológica e transcriptômica. Não encontramos danos significativos aos lipídios da membrana de G. jasminoides Ellis durante o estresse. POD desempenhou um papel antioxidante vital, o enriquecimento KEGG mostrou que metabólitos secundários, como flavonoides, também podem desempenhar um papel antioxidante e PRO desempenhou um ajuste osmótico significativo. Os hormônios endógenos regulam o crescimento e o desenvolvimento de G. jasminoides Ellis e desempenham um papel na transdução de sinal. Entre eles, o estresse hídrico leve é ​​retardado. Ao mesmo tempo, havia 19631, 23693 e 15045 genes diferencialmente expressos de G. jasminoides Ellis nos dias 5, 10 e 15 sob estresse hídrico. Esses genes foram intimamente associados ao proteassoma, endopeptidase, ribossomo, transdução de sinal MAPK e transdução de sinal de hormônio endógeno, interação planta-patógeno e biossíntese de fenilpropanoides e outras vias fisiológicas e metabólicas, que regulam o turnover e transporte de proteínas, o reforço e adesão das paredes celulares, a indução do fechamento estomático, reações alérgicas, reações de defesa, movimentos foliares, entre outros. Também podem absorver os raios ultravioleta para reduzir a geração de radicais livres de oxigênio, alterar a forma de utilização da energia e ajustar a pressão osmótica das células vegetais.