Portrayal of Punica granatum L. peel extract through High Performance Liquid Chromatography and antimicrobial activity evaluation / Retrato do extrato de casca de Punica granatum L. por meio de cromatografia líquida de alto desempenho e avaliação da atividade antimicrobiana

Abstract Increasing trend in antimicrobial resistance and failure of chemically synthesized antibiotics lead to discover alternative methods for the treatment of bacterial infections. Various medicinal plants are in use traditionally and their active compounds can be further applied for treatment of bacterial diseases. This study was designed to determine the antibacterial activity of Punica granatum (P. granatum L.) (pomegranate) peel extract against Enterobacteriaceae [Escherichia coli (E. coli), Salmonella Typhimurium (S. Typhimurium) and Shigella Dysenteriae (S. Dysenteriae)] and gram-positive bacterium [Staphylococcus aureus (Staph aureus)]. Methanolic extract of P. granatum L. peel was prepared by Soxhlet apparatus method. Total flavonoid and phenolic contents from the extract were determined by High Performance Liquid Chromatography (HPLC). The antibacterial activity of P. granatum L. peel extract was evaluated through agar well diffusion method. HPLC showed the range of phenolics (gallic acid, caffeic acid, benzoic acid, cinnamic acid) and flavonoid compounds. The chemical structures of flavonoid and phenolics found in the methanolic extract of P. granatum L. peel have been reported for the first time. The methanolic peel extract (50 ul) of yellow P. granatum L. showed 26, 10, 10 and 9mm zones of inhibition (ZOI) against S. aureus, S. Typhimurium, S. Dysenteriae and E. coli, respectively. The methanolic extract of red P. granatum L. (100 ul) showed 27, 8, 12 and 15 mm ZOI against Staph. aureus, S. Typhimurium, S. Dysenteriae and E. coli, respectively. Highest ZOI was observed against Staph. aureus. Many of the bacteria studied in the present work may cause serious gastrointestinal infections, which can lead to hemorrhagic diarrhea in children. These infections can be life-threatening to young children and the elderly. There is an incentive to find alternative control measures, such as plant and herbal extracts, especially in lesser-developed countries where traditional antibiotics may not be readily available.

Resumo A tendência crescente na resistência antimicrobiana e na falha dos antibióticos sintetizados quimicamente leva à descoberta de métodos alternativos para o tratamento de infecções bacterianas. Várias plantas medicinais estão em uso tradicionalmente e seus compostos ativos podem ser posteriormente aplicados para o tratamento de doenças bacterianas. Este estudo foi desenhado para determinar a atividade antibacteriana do extrato de casca de Punica granatum (P. granatum L.) (romã) contra Enterobacteriaceae [Escherichia coli (E. coli), Salmonella Typhimurium (S. Typhimurium) e Shigella Dysenteriae (S. Dysenteriae) ] e bactéria gram-positiva [Staphylococcus aureus (Staph aureus)]. O extrato metanólico da casca de P. granatum L. foi preparado pelo método do aparelho de Soxhlet. O conteúdo total de flavonoides e fenólicos do extrato foi determinado por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC). A atividade antibacteriana do extrato da casca de P. granatum L. foi avaliada através do método de difusão em ágar. HPLC mostrou a gama de compostos fenólicos (ácido gálico, ácido cafeico, ácido benzoico, ácido cinâmico) e flavonoides. As estruturas químicas de flavonoides e fenólicos encontradas no extrato metanólico da casca de P. granatum L. foram relatadas pela primeira vez. O extrato metanólico da casca (50 ul) de P. granatum L. amarelo apresentou zonas de inibição (ZOI) de 26, 10, 10 e 9mm contra S. aureus, S. Typhimurium, S. Dysenteriae e E. coli, respectivamente. O extrato metanólico de P. granatum L. vermelho (100 ul) apresentou 27, 8, 12 e 15 mm IOI contra Staph. aureus, S. Typhimurium, S. Dysenteriae e E. coli, respectivamente. O ZOI mais alto foi observado contra Staph. aureus. Muitas das bactérias estudadas no presente trabalho podem causar infecções gastrointestinais graves, que podem levar à diarreia hemorrágica em crianças. Essas infecções podem ser fatais para crianças pequenas e idosos. Há um incentivo para encontrar medidas de controle alternativas, como extratos de plantas e ervas, especialmente em países menos desenvolvidos, onde os antibióticos tradicionais podem não estar prontamente disponíveis.

Portrayal of Punica granatum L peel extract through High Performance Liquid Chromatography and antimicrobial activity evaluation / Retrato do extrato de casca de Punica granatum L por meio de cromatografia líquida de alto desempenho e avaliação da atividade antimicrobiana

ncreasing trend in antimicrobial resistance and failure of chemically synthesized antibiotics lead to discover alternative methods for the treatment of bacterial infections. Various medicinal plants are in use traditionally and their active compounds can be further applied for treatment of bacterial diseases. This study was designed to determine the antibacterial activity of Punica granatum (P. granatum L.) (pomegranate) peel extract against Enterobacteriaceae [Escherichia coli (E. coli), Salmonella Typhimurium (S. Typhimurium) and Shigella Dysenteriae (S. Dysenteriae)] and gram-positive bacterium [Staphylococcus aureus (Staph aureus)]. Methanolic extract of P. granatum L. peel was prepared by Soxhlet apparatus method. Total flavonoid and phenolic contents from the extract were determined by High Performance Liquid Chromatography (HPLC). The antibacterial activity of P. granatum L. peel extract was evaluated through agar well diffusion method. HPLC showed the range of phenolics (gallic acid, caffeic acid, benzoic acid, cinnamic acid) and flavonoid compounds. The chemical structures of flavonoid and phenolics found in the methanolic extract of P. granatum L. peel have been reported for the first time. The methanolic peel extract (50 ul) of yellow P. granatum L. showed 26, 10, 10 and 9mm zones of inhibition (ZOI) against S. aureus, S. Typhimurium, S. Dysenteriae and E. coli, respectively. The methanolic extract of red P. granatum L. (100 ul) showed 27, 8, 12 and 15 mm ZOI against Staph. aureus, S. Typhimurium, S. Dysenteriae and E. coli, respectively. Highest ZOI was observed against Staph. aureus. Many of the bacteria studied in the present work may cause serious gastrointestinal infections, which can lead to hemorrhagic diarrhea in children. These [...].

A tendência crescente na resistência antimicrobiana e na falha dos antibióticos sintetizados quimicamente leva à descoberta de métodos alternativos para o tratamento de infecções bacterianas. Várias plantas medicinais estão em uso tradicionalmente e seus compostos ativos podem ser posteriormente aplicados para o tratamento de doenças bacterianas. Este estudo foi desenhado para determinar a atividade antibacteriana do extrato de casca de Punica granatum (P. granatum L.) (romã) contra Enterobacteriaceae [Escherichia coli (E. coli), Salmonella Typhimurium (S. Typhimurium) e Shigella Dysenteriae (S. Dysenteriae) ] e bactéria gram-positiva [Staphylococcus aureus (Staph aureus)]. O extrato metanólico da casca de P. granatum L. foi preparado pelo método do aparelho de Soxhlet. O conteúdo total de flavonoides e fenólicos do extrato foi determinado por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC). A atividade antibacteriana do extrato da casca de P. granatum L. foi avaliada através do método de difusão em ágar. HPLC mostrou a gama de compostos fenólicos (ácido gálico, ácido cafeico, ácido benzoico, ácido cinâmico) e flavonoides. As estruturas químicas de flavonoides e fenólicos encontradas no extrato metanólico da casca de P. granatum L. foram relatadas pela primeira vez. O extrato metanólico da casca (50 ul) de P. granatum L. amarelo apresentou zonas de inibição (ZOI) de 26, 10, 10 e 9mm contra S. aureus, S. Typhimurium, S. Dysenteriae e E. coli, respectivamente. O extrato metanólico de P. granatum L. vermelho (100 ul) apresentou 27, 8, 12 e 15 mm IOI contra Staph. aureus, S. Typhimurium, S. Dysenteriae e E. coli, respectivamente. O ZOI mais alto foi observado contra Staph. aureus. Muitas das bactérias estudadas no presente trabalho podem causar infecções gastrointestinais graves, que podem levar à diarreia [...].

Portrayal of Punica granatum L. peel extract through High Performance Liquid Chromatography and antimicrobial activity evaluation

Abstract Increasing trend in antimicrobial resistance and failure of chemically synthesized antibiotics lead to discover alternative methods for the treatment of bacterial infections. Various medicinal plants are in use traditionally and their active compounds can be further applied for treatment of bacterial diseases. This study was designed to determine the antibacterial activity of Punica granatum (P. granatum L.) (pomegranate) peel extract against Enterobacteriaceae [Escherichia coli (E. coli), Salmonella Typhimurium (S. Typhimurium) and Shigella Dysenteriae (S. Dysenteriae)] and gram-positive bacterium [Staphylococcus aureus (Staph aureus)]. Methanolic extract of P. granatum L. peel was prepared by Soxhlet apparatus method. Total flavonoid and phenolic contents from the extract were determined by High Performance Liquid Chromatography (HPLC). The antibacterial activity of P. granatum L. peel extract was evaluated through agar well diffusion method. HPLC showed the range of phenolics (gallic acid, caffeic acid, benzoic acid, cinnamic acid) and flavonoid compounds. The chemical structures of flavonoid and phenolics found in the methanolic extract of P. granatum L. peel have been reported for the first time. The methanolic peel extract (50 ul) of yellow P. granatum L. showed 26, 10, 10 and 9mm zones of inhibition (ZOI) against S. aureus, S. Typhimurium, S. Dysenteriae and E. coli, respectively. The methanolic extract of red P. granatum L. (100 ul) showed 27, 8, 12 and 15 mm ZOI against Staph. aureus, S. Typhimurium, S. Dysenteriae and E. coli, respectively. Highest ZOI was observed against Staph. aureus. Many of the bacteria studied in the present work may cause serious gastrointestinal infections, which can lead to hemorrhagic diarrhea in children. These infections can be life-threatening to young children and the elderly. There is an incentive to find alternative control measures, such as plant and herbal extracts, especially in lesser-developed countries where traditional antibiotics may not be readily available.

Resumo A tendência crescente na resistência antimicrobiana e na falha dos antibióticos sintetizados quimicamente leva à descoberta de métodos alternativos para o tratamento de infecções bacterianas. Várias plantas medicinais estão em uso tradicionalmente e seus compostos ativos podem ser posteriormente aplicados para o tratamento de doenças bacterianas. Este estudo foi desenhado para determinar a atividade antibacteriana do extrato de casca de Punica granatum (P. granatum L.) (romã) contra Enterobacteriaceae [Escherichia coli (E. coli), Salmonella Typhimurium (S. Typhimurium) e Shigella Dysenteriae (S. Dysenteriae) ] e bactéria gram-positiva [Staphylococcus aureus (Staph aureus)]. O extrato metanólico da casca de P. granatum L. foi preparado pelo método do aparelho de Soxhlet. O conteúdo total de flavonoides e fenólicos do extrato foi determinado por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC). A atividade antibacteriana do extrato da casca de P. granatum L. foi avaliada através do método de difusão em ágar. HPLC mostrou a gama de compostos fenólicos (ácido gálico, ácido cafeico, ácido benzoico, ácido cinâmico) e flavonoides. As estruturas químicas de flavonoides e fenólicos encontradas no extrato metanólico da casca de P. granatum L. foram relatadas pela primeira vez. O extrato metanólico da casca (50 ul) de P. granatum L. amarelo apresentou zonas de inibição (ZOI) de 26, 10, 10 e 9mm contra S. aureus, S. Typhimurium, S. Dysenteriae e E. coli, respectivamente. O extrato metanólico de P. granatum L. vermelho (100 ul) apresentou 27, 8, 12 e 15 mm IOI contra Staph. aureus, S. Typhimurium, S. Dysenteriae e E. coli, respectivamente. O ZOI mais alto foi observado contra Staph. aureus. Muitas das bactérias estudadas no presente trabalho podem causar infecções gastrointestinais graves, que podem levar à diarreia hemorrágica em crianças. Essas infecções podem ser fatais para crianças pequenas e idosos. Há um incentivo para encontrar medidas de controle alternativas, como extratos de plantas e ervas, especialmente em países menos desenvolvidos, onde os antibióticos tradicionais podem não estar prontamente disponíveis.

Effects of different combinations of N, P and K at different time interval on vegetative, reproductive, yield and quality traits of mango (Mangifera Indica. L) cv. Dusehri / Efeitos de diferentes combinações de N, P e K em diferentes intervalos nas características vegetativas, reprodutivas, produtivas e de qualidade da manga (Mangifera indica. L) cv. Dusehri

The experiment was carried out on mango cv. Dusehri to investigate the effect of N, P and K fertilizers on vegetative, reproductive growth, yield and fruit quality. Eight different fertilizer combinations such as T1 (control), T2 (N), T3 (P), T4 (K), T5 (NP), T6 (NK), T7 (PK) and T8 (NPK) were used. Individual or combine fertilizer application of N (1000 g), P (750 g) and K (750 g) were applied during growing season in February and August. All the treatments significantly influenced on vegetative growth, flowering, fruiting, yield and other physiochemical attributes of mango as compared to control. Least effect was observed with individual fertilizer application while combine fertilizer treatments enhanced most of the investigated parameters. Especially, qualitative traits showed non significant differences between treated and untreated mango trees. However, among the different treatments T8 (NPK) showed significance for fruiting aspects such as maximum size of growth flushes (177.51 mm), total number of panicles/tree (845), total number of flowers/panicle (974), sex ratio (69.18%), fruit retention (13.85%), total number of fruits/tree (379), yield (82 kg/tree), fruit weight (197.5 g), pulp weight (135.5 g) and physiochemical parameters namely TSS (24.53), Vit. C (57.63 mg/100 mL) and total sugar (20.84%). In general, combine application of NPK (T8) were the most effective in enhancing fruiting aspects, yield, physiochemical characteristics as well as improved fruit quality of mango trees.

O experimento foi realizado em manga cv. Dusehri para investigar o efeito dos fertilizantes N, P e K no crescimento vegetativo, reprodutivo, produtividade e de qualidade do fruto. Foram utilizadas oito combinações diferentes de fertilizantes: T1 (controle), T2 (N), T3 (P), T4 (K), T5 (NP), T6 (NK), T7 (PK) e T8 (NPK). Cada tratamento de N(1.000 g), P (750 g) e K (750 g) foi aplicado duas vezes durante a estação de crescimento em fevereiro e agosto. Todos os tratamentos influenciaram significativamente o crescimento vegetativo, floração, frutificação, produtividade e outros atributos físico-químicos da manga em relação ao controle. Menos efeito foi observado com a aplicação individual de fertilizante, enquanto os tratamentos combinados aumentaram a maioria dos parâmetros investigados. Especialmente as características qualitativas mostraram diferenças não significativas entre mangueiras tratadas e não tratadas. No entanto, entre os diferentes tratamentos, T8 (NPK) apresentou significância para aspectos de frutificação, como tamanho máximo de folgas de crescimento (177,51 mm), número total de panículas/árvore (845), número total de flores/panícula (974), razão sexual (69,18%), retenção de frutos (13,85%), número total de frutos/árvore (379), produção (82 kg/árvore), peso do fruto (197,5 g) e peso da polpa (135,5 g), além de parâmetros físico-químicos, como TSS (24,53), vitamina C (57,63 mg/100 mL) e açúcar total (20,84%). Em geral, a aplicação combinada de NPK (T8) foi a mais eficaz no aprimoramento dos aspectos de frutificação, produtividade, características físico-químicas, além da melhoria da qualidade dos frutos das mangueiras.

Effects of different combinations of N, P and K at different time interval on vegetative, reproductive, yield and quality traits of mango (Mangifera Indica. L) cv. Dusehri

Abstract The experiment was carried out on mango cv. Dusehri to investigate the effect of N, P and K fertilizers on vegetative, reproductive growth, yield and fruit quality. Eight different fertilizer combinations such as T1 (control), T2 (N), T3 (P), T4 (K), T5 (NP), T6 (NK), T7 (PK) and T8 (NPK) were used. Individual or combine fertilizer application of N (1000 g), P (750 g) and K (750 g) were applied during growing season in February and August. All the treatments significantly influenced on vegetative growth, flowering, fruiting, yield and other physiochemical attributes of mango as compared to control. Least effect was observed with individual fertilizer application while combine fertilizer treatments enhanced most of the investigated parameters. Especially, qualitative traits showed non-significant differences between treated and untreated mango trees. However, among the different treatments T8 (NPK) showed significance for fruiting aspects such as maximum size of growth flushes (177.51 mm), total number of panicles/tree (845), total number of flowers/panicle (974), sex ratio (69.18%), fruit retention (13.85%), total number of fruits/tree (379), yield (82 kg/tree), fruit weight (197.5 g), pulp weight (135.5 g) and physiochemical parameters namely TSS (24.53), Vit. C (57.63 mg/100 mL) and total sugar (20.84%). In general, combine application of NPK (T8) were the most effective in enhancing fruiting aspects, yield, physiochemical characteristics as well as improved fruit quality of mango trees.

Resumo O experimento foi realizado em manga cv. Dusehri para investigar o efeito dos fertilizantes N, P e K no crescimento vegetativo, reprodutivo, produtividade e de qualidade do fruto. Foram utilizadas oito combinações diferentes de fertilizantes: T1 (controle), T2 (N), T3 (P), T4 (K), T5 (NP), T6 (NK), T7 (PK) e T8 (NPK). Cada tratamento de N (1.000 g), P (750 g) e K (750 g) foi aplicado duas vezes durante a estação de crescimento em fevereiro e agosto. Todos os tratamentos influenciaram significativamente o crescimento vegetativo, floração, frutificação, produtividade e outros atributos físico-químicos da manga em relação ao controle. Menos efeito foi observado com a aplicação individual de fertilizante, enquanto os tratamentos combinados aumentaram a maioria dos parâmetros investigados. Especialmente as características qualitativas mostraram diferenças não significativas entre mangueiras tratadas e não tratadas. No entanto, entre os diferentes tratamentos, T8 (NPK) apresentou significância para aspectos de frutificação, como tamanho máximo de folgas de crescimento (177,51 mm), número total de panículas/árvore (845), número total de flores/panícula (974), razão sexual (69,18%), retenção de frutos (13,85%), número total de frutos/árvore (379), produção (82 kg/árvore), peso do fruto (197,5 g) e peso da polpa (135,5 g), além de parâmetros físico-químicos, como TSS (24,53), vitamina C (57,63 mg/100 mL) e açúcar total (20,84%). Em geral, a aplicação combinada de NPK (T8) foi a mais eficaz no aprimoramento dos aspectos de frutificação, produtividade, características físico-químicas, além da melhoria da qualidade dos frutos das mangueiras.

Effects of different combinations of N, P and K at different time interval on vegetative, reproductive, yield and quality traits of mango (Mangifera Indica. L) cv. Dusehri / Efeitos de diferentes combinações de N, P e K em diferentes intervalos nas características vegetativas, reprodutivas, produtivas e de qualidade da manga (Mangifera indica. L) cv. Dusehri

The experiment was carried out on mango cv. Dusehri to investigate the effect of N, P and K fertilizers on vegetative, reproductive growth, yield and fruit quality. Eight different fertilizer combinations such as T1 (control), T2 (N), T3 (P), T4 (K), T5 (NP), T6 (NK), T7 (PK) and T8 (NPK) were used. Individual or combine fertilizer application of N (1000 g), P (750 g) and K (750 g) were applied during growing season in February and August. All the treatments significantly influenced on vegetative growth, flowering, fruiting, yield and other physiochemical attributes of mango as compared to control. Least effect was observed with individual fertilizer application while combine fertilizer treatments enhanced most of the investigated parameters. Especially, qualitative traits showed nonsignificant differences between treated and untreated mango trees. However, among the different treatments T8 (NPK) showed significance for fruiting aspects such as maximum size of growth flushes (177.51 mm), total number of panicles/tree (845), total number of flowers/panicle (974), sex ratio (69.18%), fruit retention (13.85%), total number of fruits/tree (379), yield (82 kg/tree), fruit weight (197.5 g), pulp weight (135.5 g) and physiochemical parameters namely TSS (24.53), Vit. C (57.63 mg/100 mL) and total sugar (20.84%). In general, combine application of NPK (T8) were the most effective in enhancing fruiting aspects, yield, physiochemical characteristics as well as improved fruit quality of mango trees.

O experimento foi realizado em manga cv. Dusehri para investigar o efeito dos fertilizantes N, P e K no crescimento vegetativo, reprodutivo, produtividade e de qualidade do fruto. Foram utilizadas oito combinações diferentes de fertilizantes: T1 (controle), T2 (N), T3 (P), T4 (K), T5 (NP), T6 (NK), T7 (PK) e T8 (NPK). Cada tratamento de N (1.000 g), P (750 g) e K (750 g) foi aplicado duas vezes durante a estação de crescimento em fevereiro e agosto. Todos os tratamentos influenciaram significativamente o crescimento vegetativo, floração, frutificação, produtividade e outros atributos físico-químicos da manga em relação ao controle. Menos efeito foi observado com a aplicação individual de fertilizante, enquanto os tratamentos combinados aumentaram a maioria dos parâmetros investigados. Especialmente as características qualitativas mostraram diferenças não significativas entre mangueiras tratadas e não tratadas. No entanto, entre os diferentes tratamentos, T8 (NPK) apresentou significância para aspectos de frutificação, como tamanho máximo de folgas de crescimento (177,51 mm), número total de panículas/árvore (845), número total de flores/panícula (974), razão sexual (69,18%), retenção de frutos (13,85%), número total de frutos/árvore (379), produção (82 kg/árvore), peso do fruto (197,5 g) e peso da polpa (135,5 g), além de parâmetros físico-químicos, como TSS (24,53), vitamina C (57,63 mg/100 mL) e açúcar total (20,84%). Em geral, a aplicação combinada de NPK (T8) foi a mais eficaz no aprimoramento dos aspectos de frutificação, produtividade, características físico-químicas, além da melhoria da qualidade dos frutos das mangueiras.

Rootstock mediates transcriptional regulation of citrulline metabolism in grafted watermelon / Mediação do porta-enxerto na regulação transcricional do metabolismo da citrulina na melancia enxertada

Abstract Citrulline is a non-essential amino acid, involved in key biological functions in plants and humans. Rootstocks have a major impact on citrulline accumulation in grafted watermelon. Information regarding rootstock induced changes in citrulline metabolism is elusive. To understand the regulatory mechanism, parallel changes in the expression profiles of citrulline metabolic genes and citrulline content of watermelon were monitored during the development of self-rooted watermelon and watermelon grafted onto pumpkin, wild and bottle gourd rootstocks. Results demonstrated that rootstocks regulated the expression profiles in different ways to influence the citrulline content. GAT, NAGPR, ASS3 ASS2 and Asl2 showed the negative correlation with citrulline content in pumpkin grafted watermelon. Pumpkin rootstock promoted the citrulline content by high down-regulation and synergistic effect of ASS2, ASS3, ASL1 and ASl2 genes. In wild grafted watermelon, citrulline was accumulated as a result of down regulation of GAT, NAGS and ASL2 genes, which showed an inverse correlation with citrulline. In gourd grafted watermelon, changes in citrulline content were observed to be linked with lower expressions of GAT, NAGK, ASS2, ASS3, ASL1 and ARG which were negatively correlated with citrulline content. Our study will provide the basis to understand the molecular mechanism of citrulline accumulation in various rootstocks.

Resumo A citrulina é um aminoácido não essencial, envolvida em importantes funções biológicas de plantas e seres humanos. Os porta-enxertos têm um grande impacto no acúmulo de citrulina na melancia enxertada. Informações sobre alterações induzidas por porta-enxertos no metabolismo da citrulina ainda não foram descritas. Para entender o mecanismo regulatório, foram monitoradas mudanças paralelas nos perfis de expressão dos genes metabólicos de citrulina e no teor de citrulina da melancia durante o desenvolvimento da melancia e da melancia enxertada em porta-enxertos de abóbora, silvestre e cabaça. Os resultados demonstraram que o porta-enxerto regulou os perfis de expressão de diferentes maneiras para influenciar no conteúdo de citrulina. GAT, NAGPR, ASS3, ASS2 e ASL2 apresentaram correlação negativa com o teor de citrulina em melancia enxertada de abóbora. O porta-enxerto de abóbora promoveu o conteúdo de citrulina por meio de baixa regulação e efeito sinérgico de duas famílias de genes ASS e ASL. Na melancia enxertada, a acumulação de citrulina resultou na regulação negativa de GAT, NAGS e ASL2, que mostraram uma correlação inversa com a citrulina. Na melancia enxertada, observou-se que as alterações no conteúdo de citrulina foram associadas a menores expressões de GAT, NAGK, ASS2, ASS3, ASL1 e ARG, que foram negativamente correlacionadas com o conteúdo de citrulina. Esses resultados fornecem a base para identificar o mecanismo molecular do acúmulo de citrulina em vários porta-enxertos.

Rootstock mediates transcriptional regulation of citrulline metabolism in grafted watermelon

Abstract Citrulline is a non-essential amino acid, involved in key biological functions in plants and humans. Rootstocks have a major impact on citrulline accumulation in grafted watermelon. Information regarding rootstock induced changes in citrulline metabolism is elusive. To understand the regulatory mechanism, parallel changes in the expression profiles of citrulline metabolic genes and citrulline content of watermelon were monitored during the development of self-rooted watermelon and watermelon grafted onto pumpkin, wild and bottle gourd rootstocks. Results demonstrated that rootstocks regulated the expression profiles in different ways to influence the citrulline content. GAT, NAGPR, ASS3 ASS2 and Asl2 showed the negative correlation with citrulline content in pumpkin grafted watermelon. Pumpkin rootstock promoted the citrulline content by high down-regulation and synergistic effect of ASS2, ASS3, ASL1 and ASl2 genes. In wild grafted watermelon, citrulline was accumulated as a result of down regulation of GAT, NAGS and ASL2 genes, which showed an inverse correlation with citrulline. In gourd grafted watermelon, changes in citrulline content were observed to be linked with lower expressions of GAT, NAGK, ASS2, ASS3, ASL1 and ARG which were negatively correlated with citrulline content. Our study will provide the basis to understand the molecular mechanism of citrulline accumulation in various rootstocks.

Resumo A citrulina é um aminoácido não essencial, envolvida em importantes funções biológicas de plantas e seres humanos. Os porta-enxertos têm um grande impacto no acúmulo de citrulina na melancia enxertada. Informações sobre alterações induzidas por porta-enxertos no metabolismo da citrulina ainda não foram descritas. Para entender o mecanismo regulatório, foram monitoradas mudanças paralelas nos perfis de expressão dos genes metabólicos de citrulina e no teor de citrulina da melancia durante o desenvolvimento da melancia e da melancia enxertada em porta-enxertos de abóbora, silvestre e cabaça. Os resultados demonstraram que o porta-enxerto regulou os perfis de expressão de diferentes maneiras para influenciar no conteúdo de citrulina. GAT, NAGPR, ASS3, ASS2 e ASL2 apresentaram correlação negativa com o teor de citrulina em melancia enxertada de abóbora. O porta-enxerto de abóbora promoveu o conteúdo de citrulina por meio de baixa regulação e efeito sinérgico de duas famílias de genes ASS e ASL. Na melancia enxertada, a acumulação de citrulina resultou na regulação negativa de GAT, NAGS e ASL2, que mostraram uma correlação inversa com a citrulina. Na melancia enxertada, observou-se que as alterações no conteúdo de citrulina foram associadas a menores expressões de GAT, NAGK, ASS2, ASS3, ASL1 e ARG, que foram negativamente correlacionadas com o conteúdo de citrulina. Esses resultados fornecem a base para identificar o mecanismo molecular do acúmulo de citrulina em vários porta-enxertos.