Academic Journal
Unravelling the Metabolic and Hormonal Machinery During Key Steps of Somatic Embryogenesis: A Case Study in Coffee
| العنوان: | Unravelling the Metabolic and Hormonal Machinery During Key Steps of Somatic Embryogenesis: A Case Study in Coffee |
|---|---|
| المؤلفون: | Awada, Rayan, Campa, Claudine, Gibault, Estelle, Déchamp, Eveline, Georget, Frédéric, Lepelley, Maud, Abdallah, Cécile, Erban, Alexender, Martinez-Seidel, Frederico, Kopka, Joachim, Legendre, Laurent, Léran, Sophie, Conejero, Geneviève, Verdeil, Jean-Luc, Crouzillat, Dominique, Breton, David, Bertrand, Benoit, Etienne, Hervé |
| المساهمون: | UMR - Interactions Plantes Microorganismes Environnement (UMR IPME), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD Occitanie ), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Institut de Recherche pour le Développement (IRD Bolivie ), Université de Montpellier (UM), Diversité, adaptation, développement des plantes (UMR DIADE), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD Occitanie ), Max-Planck-Institut für Molekulare Pflanzenphysiologie (MPI-MP), Max-Planck-Gesellschaft, Laboratoire d'Ecologie Microbienne - UMR 5557 (LEM), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Ecole Nationale Vétérinaire de Lyon (ENVL)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Amélioration génétique et adaptation des plantes méditerranéennes et tropicales (UMR AGAP), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Plateforme d'histocytologie et d'imagerie cellulaire végétale (PHIV), Biochimie et Physiologie Moléculaire des Plantes (BPMP), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Amélioration génétique et adaptation des plantes méditerranéennes et tropicales (UMR AGAP), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), French National Research Agency (ANR) : ANR-10-INBS-04, ANR-10-INBS-0004,France-BioImaging,Développment d'une infrastructure française distribuée coordonnée(2010) |
| المصدر: | ISSN: 1661-6596. |
| بيانات النشر: | CCSD MDPI |
| سنة النشر: | 2019 |
| المجموعة: | Université de Montpellier: HAL |
| مصطلحات موضوعية: | cell imaging, cell fate, coffee, histology, hormone content, metabolomics, somatic embryogenesis, totipotency, histologie, physiologie hormonale, imagerie cellulaire, cellule totipotente, embryogénèse somatique, [SDV.BV]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology |
| الوصف: | Somatic embryogenesis (SE) is one of the most promising processes for large-scale dissemination of elite varieties. However, for many plant species, optimizing SE protocols still relies on a trial-and-error approach. Using coffee as a model plant, we report here the first global analysis of metabolome and hormone dynamics aiming to unravel mechanisms regulating cell fate and totipotency. Sampling from leaf explant dedifferentiation until embryo development covered 15 key stages. An in-depth statistical analysis performed on 104 metabolites revealed that massive re-configuration of metabolic pathways induced SE. During initial dedifferentiation, a sharp decrease in phenolic compounds and caffeine levels was also observed while auxins, cytokinins and ethylene levels were at their highest. Totipotency reached its highest expression during the callus stages when a shut-off in hormonal and metabolic pathways related to sugar and energetic substance hydrolysis was evidenced. Abscisic acid, leucine, maltotriose, myo-inositol, proline, tricarboxylic acid cycle metabolites and zeatin appeared as key metabolic markers of the embryogenic capacity. Combining metabolomics with multiphoton microscopy led to the identification of chlorogenic acids as markers of embryo redifferentiation. The present analysis shows that metabolite fingerprints are signatures of cell fate and represent a starting point for optimizing SE protocols in a rational way. |
| نوع الوثيقة: | article in journal/newspaper |
| اللغة: | English |
| ردمك: | 978-0-00-494798-3 0-00-494798-3 |
| Relation: | info:eu-repo/semantics/altIdentifier/pmid/31547069; IRD: fdi:010077310; PRODINRA: 487713; PUBMED: 31547069; PUBMEDCENTRAL: PMC6802359; WOS: 000494798300006 |
| DOI: | 10.3390/ijms20194665 |
| الاتاحة: | https://hal.science/hal-02352508 https://hal.science/hal-02352508v1/document https://hal.science/hal-02352508v1/file/AwadaR.-et%20al-IntJ.Mol.Sci.-2019.pdf https://doi.org/10.3390/ijms20194665 |
| Rights: | http://creativecommons.org/licenses/by/ ; info:eu-repo/semantics/OpenAccess |
| رقم الانضمام: | edsbas.9C5023B6 |
| قاعدة البيانات: | BASE |
| ردمك: | 9780004947983 0004947983 |
|---|---|
| DOI: | 10.3390/ijms20194665 |