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Suppression of PCD-related genes affects salt tolerance in Arabidopsis - 13/04/16

Doi : 10.1016/j.crvi.2016.02.004 
Ahmed Bahieldin a, , Dhafer A.M. Alqarni a, Ahmed Atef a, Nour O. Gadalla a, Mohammed Al-matary a, Sherif Edris a, b, Magdy A. Al-Kordy a, Rania M. Makki a, Abdullah A. Al-Doss c, Jamal S.M. Sabir a, Mohammed H.Z. Mutwakil a, Fotouh M. El-Domyati a
a Department of Biological Sciences, Faculty of Science, King Abdulaziz University (KAU), PO Box 80141, Jeddah 21589, Saudi Arabia 
b Princess Al-Jawhara Al-Brahim Centre of Excellence in Research of Hereditary Disorders (PACER-HD), Faculty of Medicine, King Abdulaziz University (KAU), Jeddah, Saudi Arabia 
c Plant Production Department, College of Food and Agriculture Sciences, King Saud University, Riyadh, Saudi Arabia 

Corresponding author.

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Abstract

This work aims at examining a natural exciting phenomenon suggesting that suppression of genes inducing programmed cell death (PCD) might confer tolerance against abiotic stresses in plants. PCD-related genes were induced in tobacco under oxalic acid (OA) treatment (20mM), and plant cells were characterized to confirm the incidence of PCD. The results indicated that PCD was triggered 24h after the exposure to OA. Then, RNAs were extracted from tobacco cells 0, 2, 6, 12 and 24h after treatment for deep sequencing. RNA-Seq analyses were done with a special emphasis to clusters whose PCD-related genes were upregulated after 2h of OA exposure. Accordingly, 23 tobacco PCD-related genes were knocked down via virus-induced gene silencing (VIGS), whereas our results indicated the influence of five of them on inducing or suppressing PCD. Knockout T-DNA insertion mutants of these five genes in Arabidopsis were tested under salt stress (0, 100, 150, and 200mM NaCl), and the results indicated that a mutant of an antiapoptotic gene, namely Bax Inhibitor-1 (BI-1), whose VIGS induced PCD in tobacco, was salt sensitive, while a mutant of an apoptotic gene, namely mildew resistance locus O (Mlo), whose VIGS suppressed PCD, was salt tolerant as compared to the WT (Col) control. These data support our hypothesis that retarding PCD-inducing genes can result in higher levels of salt tolerance, while retarding PCD-suppressing genes can result in lower levels of salt tolerance in plants.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : Knockdown, VIGS, Knockout, T-DNA, sqRT-PCR


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Vol 339 - N° 3-4

P. 105-114 - mars 2016 Retour au numéro
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