Response to Long-Term NaHCO3-Derived Alkalinity in Model Lotus japonicus Ecotypes Gifu B-129 and Miyakojima MG-20: Transcriptomic Profiling and Physiological Characterization
- Autores
- Babuin, María Florencia; Campestre, Maria Paula; Rocco, Ruben Anibal; Bordenave, César Daniel; Escaray, Francisco José; Antonelli, Cristian Javier; Calzadilla, Pablo Ignacio; Gárriz, Andrés; Serna, Eva; Carrasco, Pedro; Ruiz, Oscar Adolfo; Menendez, Ana Bernardina
- Año de publicación
- 2014
- Idioma
- inglés
- Tipo de recurso
- artículo
- Estado
- versión publicada
- Descripción
- The current knowledge regarding transcriptomic changes induced by alkalinity on plants is scarce and limited to studieswhere plants were subjected to the alkaline salt for periods not longer than 48 h, so there is no information availableregarding the regulation of genes involved in the generation of a new homeostatic cellular condition after long-termalkaline stress.Lotus japonicusis a model legume broadly used to study many important physiological processes includingbiotic interactions and biotic and abiotic stresses. In the present study, we characterized phenotipically the response toalkaline stress of the most widely usedL. japonicusecotypes, Gifu B-129 and MG-20, and analyzed global transcriptome ofplants subjected to 10 mM NaHCO3during 21 days, by using the AffymetrixLotus japonicusGeneChipH. Plant growthassessment, gas exchange parameters, chlorophyll a fluorescence transient (OJIP) analysis and metal accumulationsupported the notion that MG-20 plants displayed a higher tolerance level to alkaline stress than Gifu B-129. Overall, 407and 459 probe sets were regulated in MG-20 and Gifu B-129, respectively. The number of probe sets differentially expressedin roots was higher than that of shoots, regardless the ecotype. Gifu B-129 and MG-20 also differed in their regulation ofgenes that could play important roles in the generation of a new Fe/Zn homeostatic cellular condition, synthesis of plantcompounds involved in stress response, protein-degradation, damage repair and root senescence, as well as in glycolysis,gluconeogenesis and TCA. In addition, there were differences between both ecotypes in the expression patterns of putativetranscription factors that could determine distinct arrangements of flavonoid and isoflavonoid compounds. Our resultsprovided a set of selected, differentially expressed genes deserving further investigation and suggested that theL. japonicusecotypes could constitute a useful model to search for common and distinct tolerance mechanisms to long-term alkalinestress response in plants.
Fil: Babuin, María Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús). Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús); Argentina
Fil: Campestre, Maria Paula. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús). Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús); Argentina
Fil: Rocco, Ruben Anibal. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús). Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús); Argentina
Fil: Bordenave, César Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús). Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús); Argentina
Fil: Escaray, Francisco José. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús). Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús); Argentina
Fil: Antonelli, Cristian Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús). Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús); Argentina
Fil: Calzadilla, Pablo Ignacio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús). Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús); Argentina
Fil: Gárriz, Andrés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús). Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús); Argentina
Fil: Serna, Eva. Universidad de Valencia; España
Fil: Carrasco, Pedro. Universidad de Valencia; España
Fil: Ruiz, Oscar Adolfo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús). Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús); Argentina
Fil: Menendez, Ana Bernardina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús). Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús); Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Biodiversidad y Biología Experimental; Argentina - Materia
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In the present study, we characterized phenotipically the response toalkaline stress of the most widely usedL. japonicusecotypes, Gifu B-129 and MG-20, and analyzed global transcriptome ofplants subjected to 10 mM NaHCO3during 21 days, by using the AffymetrixLotus japonicusGeneChipH. Plant growthassessment, gas exchange parameters, chlorophyll a fluorescence transient (OJIP) analysis and metal accumulationsupported the notion that MG-20 plants displayed a higher tolerance level to alkaline stress than Gifu B-129. Overall, 407and 459 probe sets were regulated in MG-20 and Gifu B-129, respectively. The number of probe sets differentially expressedin roots was higher than that of shoots, regardless the ecotype. Gifu B-129 and MG-20 also differed in their regulation ofgenes that could play important roles in the generation of a new Fe/Zn homeostatic cellular condition, synthesis of plantcompounds involved in stress response, protein-degradation, damage repair and root senescence, as well as in glycolysis,gluconeogenesis and TCA. In addition, there were differences between both ecotypes in the expression patterns of putativetranscription factors that could determine distinct arrangements of flavonoid and isoflavonoid compounds. Our resultsprovided a set of selected, differentially expressed genes deserving further investigation and suggested that theL. japonicusecotypes could constitute a useful model to search for common and distinct tolerance mechanisms to long-term alkalinestress response in plants.Fil: Babuin, María Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús). Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús); ArgentinaFil: Campestre, Maria Paula. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús). Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús); ArgentinaFil: Rocco, Ruben Anibal. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús). Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús); ArgentinaFil: Bordenave, César Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús). Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús); ArgentinaFil: Escaray, Francisco José. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús). Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. 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Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús); ArgentinaFil: Gárriz, Andrés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús). Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús); ArgentinaFil: Serna, Eva. Universidad de Valencia; EspañaFil: Carrasco, Pedro. Universidad de Valencia; EspañaFil: Ruiz, Oscar Adolfo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús). Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. 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Departamento de Biodiversidad y Biología Experimental; ArgentinaPublic Library of Science2014-05info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501info:ar-repo/semantics/articuloapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/11336/32546Calzadilla, Pablo Ignacio; Menendez, Ana Bernardina; Carrasco, Pedro; Ruiz, Oscar Adolfo; Antonelli, Cristian Javier; Serna, Eva; et al.; Response to Long-Term NaHCO3-Derived Alkalinity in Model Lotus japonicus Ecotypes Gifu B-129 and Miyakojima MG-20: Transcriptomic Profiling and Physiological Characterization; Public Library of Science; Plos One; 9; 5; 5-2014; 1-141932-6203CONICET DigitalCONICETenginfo:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/10.1371/journal.pone.0097106info:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0097106info:eu-repo/semantics/openAccesshttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/reponame:CONICET Digital (CONICET)instname:Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas2025-09-03T10:07:06Zoai:ri.conicet.gov.ar:11336/32546instacron:CONICETInstitucionalhttp://ri.conicet.gov.ar/Organismo científico-tecnológicoNo correspondehttp://ri.conicet.gov.ar/oai/requestdasensio@conicet.gov.ar; lcarlino@conicet.gov.arArgentinaNo correspondeNo correspondeNo correspondeopendoar:34982025-09-03 10:07:06.614CONICET Digital (CONICET) - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicasfalse |
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Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús); Argentina Fil: Rocco, Ruben Anibal. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús). Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús); Argentina Fil: Bordenave, César Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús). Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús); Argentina Fil: Escaray, Francisco José. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús). Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús); Argentina Fil: Antonelli, Cristian Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús). Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús); Argentina Fil: Calzadilla, Pablo Ignacio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús). Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús); Argentina Fil: Gárriz, Andrés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús). Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús); Argentina Fil: Serna, Eva. Universidad de Valencia; España Fil: Carrasco, Pedro. Universidad de Valencia; España Fil: Ruiz, Oscar Adolfo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús). Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús); Argentina Fil: Menendez, Ana Bernardina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús). Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas "Dr. Raúl Alfonsín" (sede Chascomús); Argentina. Universidad de Buenos Aires. 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The current knowledge regarding transcriptomic changes induced by alkalinity on plants is scarce and limited to studieswhere plants were subjected to the alkaline salt for periods not longer than 48 h, so there is no information availableregarding the regulation of genes involved in the generation of a new homeostatic cellular condition after long-termalkaline stress.Lotus japonicusis a model legume broadly used to study many important physiological processes includingbiotic interactions and biotic and abiotic stresses. In the present study, we characterized phenotipically the response toalkaline stress of the most widely usedL. japonicusecotypes, Gifu B-129 and MG-20, and analyzed global transcriptome ofplants subjected to 10 mM NaHCO3during 21 days, by using the AffymetrixLotus japonicusGeneChipH. Plant growthassessment, gas exchange parameters, chlorophyll a fluorescence transient (OJIP) analysis and metal accumulationsupported the notion that MG-20 plants displayed a higher tolerance level to alkaline stress than Gifu B-129. Overall, 407and 459 probe sets were regulated in MG-20 and Gifu B-129, respectively. The number of probe sets differentially expressedin roots was higher than that of shoots, regardless the ecotype. Gifu B-129 and MG-20 also differed in their regulation ofgenes that could play important roles in the generation of a new Fe/Zn homeostatic cellular condition, synthesis of plantcompounds involved in stress response, protein-degradation, damage repair and root senescence, as well as in glycolysis,gluconeogenesis and TCA. In addition, there were differences between both ecotypes in the expression patterns of putativetranscription factors that could determine distinct arrangements of flavonoid and isoflavonoid compounds. Our resultsprovided a set of selected, differentially expressed genes deserving further investigation and suggested that theL. japonicusecotypes could constitute a useful model to search for common and distinct tolerance mechanisms to long-term alkalinestress response in plants. |
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