Photoperiod-dependent transcriptional modifications in key metabolic pathways in Coffea arabica

Autor: Djerrab, Doâa, Bertrand, Benoît, Breitler, Jean-Christophe, Léran, Sophie, Dechamp, Eveline, Campa, Claudine, Barrachina, Célia, Conejero, Geneviève, Etienne, Hervé, Sulpice, Ronan
Přispěvatelé: UMR - Interactions Plantes Microorganismes Environnement (UMR IPME), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Université de Montpellier (UM)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Diversité, adaptation, développement des plantes (UMR DIADE), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Institut de Génomique Fonctionnelle - Montpellier GenomiX (IGF MGX), Institut de Génomique Fonctionnelle (IGF), Université de Montpellier (UM)-Université Montpellier 1 (UM1)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Université Montpellier 1 (UM1)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Montpellier 2 - 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Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: Tree Physiology
Tree Physiology, Oxford University Press (OUP): Policy B-Oxford Open Option B, 2021, 41 (2), pp.302-316. ⟨10.1093/treephys/tpaa130⟩
Tree Physiology, 2021, 41 (2), pp.302-316. ⟨10.1093/treephys/tpaa130⟩
ISSN: 0829-318X
1758-4469
DOI: 10.1093/treephys/tpaa130⟩
Popis: Photoperiod length induces in temperate plants major changes in growth rates, morphology and metabolism with, for example, modifications in the partitioning of photosynthates to avoid starvation at the end of long nights. However, this has never been studied for a tropical perennial species adapted to grow in a natural photoperiod close to 12 h/12 h all year long. We grew Coffea arabica L., an understorey perennial evergreen tropical species in its natural 12 h/12 h and in a short 8 h/16 h photoperiod, and we investigated its responses at the physiological, metabolic and transcriptomic levels. The expression pattern of rhythmic genes, including core clock genes, was affected by changes in photoperiod. Overall, we identified 2859 rhythmic genes, of which 89% were also rhythmic in Arabidopsis thaliana L. Under short-days, plant growth was reduced, and leaves were thinner with lower chlorophyll content. In addition, secondary metabolism was also affected with chlorogenic acid and epicatechin levels decreasing, and in agreement, the genes involved in lignin synthesis were overexpressed and those involved in the flavanol pathway were underexpressed. Our results show that the 8 h/16 h photoperiod induces drastic changes in morphology, metabolites and gene expression, and the responses for gene expression are similar to those observed in the temperate annual A. thaliana species. Short photoperiod induces drastic changes in gene expression, metabolites and leaf structure, some of these responses being similar to those observed in A. thaliana.
Databáze: OpenAIRE
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