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Réponses métaboliques au stress en zinc dans les racines et les feuilles d’Amaranthus caudatus | Agriculture et chimie alimentaire | ChemRxiv

Réponses métaboliques au stress en zinc dans les racines et les feuilles d’Amaranthus caudatus |  Agriculture et chimie alimentaire |  ChemRxiv

Résumé

Au cours des dernières décennies, la pollution par les métaux lourds (HM) est devenue un important facteur de stress pour les plantes. Cependant, en raison de leur plasticité biochimique, les plantes peuvent ajuster leur métabolisme pour assurer leur survie dans des conditions environnementales changeantes. De la manière la plus complète et la plus directe, ces changements métaboliques peuvent être traités par l’approche métabolomique non ciblée basée sur la spectrométrie de masse. Cependant, bien que cette méthodologie soit bien établie pour les réponses liées au cadmium, des études métabolomiques complètes sur les changements métaboliques induits par le Zn font toujours défaut. Par conséquent, nous proposons ici, au meilleur de nos connaissances, la première étude métabolomique basée sur la chromatographie en phase gazeuse et la spectrométrie de masse (GC-MS) des réponses au stress induites par le Zn2+ chez l’amarante. Ainsi, 419 métabolites ont pu être annotés et 144 d’entre eux ont été identifiés sans ambiguïté. Les changements métaboliques étaient spécifiques à un organe et plus prononcés dans les racines. La plupart des métabolites réactifs étaient régulés positivement et dominés par les sucres et, dans une moindre mesure, les acides organiques liés au TCA (un total de 51 et 41, respectivement) qui pourraient être attribués à leur implication dans l’osmorégulation, le piégeage des ROS et la complexation. d’ions Zn2+. Le galactose était le sucre de racine le plus sensible au Zn2+, ce qui indique son rôle possible dans la liaison des ions Zn2+ aux parois cellulaires des racines. Une augmentation de 59 fois de la teneur en gluconate dans les racines indique clairement son implication dans la chélation du Zn2+. Une régulation à la hausse élevée de l’acide salicylique induite par le Zn2+ dans les racines et les pousses a suggéré un rôle clé de cette hormone dans l’activation des mécanismes de tolérance au stress du Zn2+. Ainsi, notre étude fournit le premier aperçu des tendances générales des réarrangements biochimiques induits par le Zn et des principaux changements métaboliques adaptatifs chez les plantes A. caudatus.

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