Functional Relevance of Citrulline in the Vegetative Tissues of Watermelon During Abiotic Stresses.
非生物的ストレス下におけるスイカの栄養組織でのシトルリンの機能的関連性 (機械翻訳の邦題)
記録の確認項目
- 研究デザイン
- その他の原著論文
- 対象
- 未確定
- 出版年
- 2020
- 出典
- doi.org
- 抄録の表示
- 表示あり
- 出版状態
- 有効な記録
- 状態確認日
- 2026/08/17
- 収集日
- 2026/08/03
- 鮮度
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- 確認段階
- 自動処理
- 記録状態
- 公開
日本語要約(機械生成)
非タンパク質性アミノ酸であるシトルリンは、非生物的ストレス時の細胞浸透圧維持に関わる適合溶質であるが、その役割の包括的モデルは未確立である。本研究では、シトルリンを豊富に含むスイカを用い、半制御環境と野外で乾燥ストレスと窒素変動を与え、生理学的測定、アミノ酸プロファイリング、トランスクリプトーム解析を行った。その結果、乾燥ストレス下の葉と茎でシトルリン含量がそれぞれ最大38倍、16倍に増加し、前駆体オルニチンや異化産物アルギニンを含む代謝経路の活性化が示された。遺伝子発現解析では、生合成遺伝子(OTC、AOD、CPS)の発現上昇と異化遺伝子(ASL、ASS)の発現低下が確認された。また、窒素欠乏組織でのシトルリン減少と生合成遺伝子の発現低下から、窒素状態がシトルリンを調節することが示された。
この要約は公開抄録のみを根拠にAIが機械的に生成したものです。正確な内容は原文を確認してください。
抄録
A non-protein amino acid, citrulline, is a compatible solute involved in the maintenance of cellular osmolarity during abiotic stresses. Despite its significance, a coherent model indicating the role of citrulline during stress conditions has not yet emerged. We have used watermelon, naturally rich in citrulline, as a model to understand its accumulation during drought stress and nitrogen perturbation using transcriptomic and metabolomic analysis. Experiments were performed in the semi-controlled environment, and open field to study the accumulation of drought-induced citrulline in the vegetative tissues of watermelon by monitoring the stress treatments using physiological measurements. The amino acid profiling of leaves and stems in response to drought stress showed up to a 38 and 16-fold increase in citrulline content, respectively. Correlation between amino acids indicated a concomitant activation of a metabolic pathway that included citrulline, its precursor (ornithine), and catabolic product (arginine). Consistent with its accumulation, the gene expression analysis and RNA-Sequencing confirmed activation of citrulline biosynthesis-related genes - Ornithine carbamoyl-transferase (OTC), N-acetylornithine deacetylase (AOD) and Carbamoyl phosphate synthases (CPS), and down-regulation of catabolic genes; Arginosuccinate lyase (ASL) and Arginosuccinate synthases (ASS) in drought-stressed leaf tissues. Based on the relative abundance in the nitrogen-depleted vegetative tissues and down-regulation of genes involved in citrulline biosynthesis, we also demonstrated that the nitrogen status of the plant regulates citrulline. Taken together, these data provide further insights into the metabolic and molecular mechanisms underlying the amino acid metabolism under environmental stress and the significance of non-protein amino acid citrulline in plants.
DOI 10.3389/fpls.2020.00512
PMID 32431723
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