Behnke, Katja; Kaiser, Andreas; Zimmer, Ina; Brüggemann, Nicolas; Janz, Dennis; Polle, Andrea; Hampp, Rüdiger R; Hänsch, Robert R; Popko, Jennifer; Schmitt-kopplin, Philippe; Ehlting, Barbara; Rennenberg, Heinz; Barta, Csengele; Loreto, Francesco; Schnitzler, Jörg-Peter JP

RNAI-MEDIATED SUPPRESSION OF ISOPRENE EMISSION IN POPLAR TRANSIENTLY IMPACTS PHENOLIC METABOLISM UNDER HIGH TEMPERATURE AND HIGH LIGHT INTENSITIES: A TRANSCRIPTOMIC AND METABOLOMIC ANALYSIS.

In plants, isoprene plays a dual role: (a) as thermo-protective agent proposed to prevent degradation of enzymes/membrane structures involved in photosynthesis, and (b) as reactive molecule reducing abiotic oxidative stress. The present work addresses the question whether suppression of isoprene emission interferes with genome wide transcription rates and metabolite fluxes in grey poplar (Populus x canescens) throughout the growing season. Gene expression and metabolite profiles of isoprene emitting wild type plants and RNAi-mediated non-isoprene emitting poplars were compared by using poplar Affymetrix microarrays and non-targeted FT-ICR-MS (Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry). We observed a transcriptional down-regulation of genes encoding enzymes of phenylpropanoid regulatory and biosynthetic pathways, as well as distinct metabolic down-regulation of condensed tannins and anthocyanins, in non-isoprene emitting genotypes during July, when high temperature and light intensities possibly caused transient drought stress, as indicated by stomatal closure. Under these conditions leaves of non-isoprene emitting plants accumulated hydrogen peroxide (H(2)O(2)), a signaling molecule in stress response and negative regulator of anthocyanin biosynthesis. The absence of isoprene emission under high temperature and light stress resulted transiently in a new chemo(pheno)type with suppressed production of phenolic compounds. This may compromise inducible defenses and may render non-isoprene emitting poplars more susceptible to environmental stress.

Pubmed ID: 20526857

Keywords: Larix chinensisDLarix chinensisNLarix chinensisALarix chinensis Larix chinensisPLarix chinensisRLarix chinensisILarix chinensisMLarix chinensisELarix chinensisRLarix chinensisSLarix chinensis, Larix chinensisSLarix chinensisTLarix chinensisRLarix chinensisELarix chinensisSLarix chinensisSLarix chinensis,Larix chinensis Larix chinensisPLarix chinensisHLarix chinensisYLarix chinensisSLarix chinensisILarix chinensisOLarix chinensisLLarix chinensisOLarix chinensisGLarix chinensisILarix chinensisCLarix chinensisALarix chinensisLLarix chinensis, Larix chinensisHLarix chinensisOLarix chinensisTLarix chinensis Larix chinensisTLarix chinensisELarix chinensisMLarix chinensisPLarix chinensisELarix chinensisRLarix chinensisALarix chinensisTLarix chinensisULarix chinensisRLarix chinensisELarix chinensis, Larix chinensisPLarix chinensisELarix chinensisNLarix chinensisTLarix chinensisALarix chinensisNLarix chinensisELarix chinensisSLarix chinensis, Larix chinensisGLarix chinensisELarix chinensisNLarix chinensisELarix chinensisTLarix chinensisILarix chinensisCLarix chinensisSLarix chinensis, Larix chinensisHLarix chinensisYLarix chinensisDLarix chinensisRLarix chinensisOLarix chinensisGLarix chinensisELarix chinensisNLarix chinensis Larix chinensisPLarix chinensisELarix chinensisRLarix chinensisOLarix chinensisXLarix chinensisILarix chinensisDLarix chinensisELarix chinensis, Larix chinensisBLarix chinensisULarix chinensisTLarix chinensisALarix chinensisDLarix chinensisILarix chinensisELarix chinensisNLarix chinensisELarix chinensisSLarix chinensis, Larix chinensisGLarix chinensisELarix chinensisNLarix chinensisELarix chinensisSLarix chinensis,Larix chinensis Larix chinensisPLarix chinensisLLarix chinensisALarix chinensisNLarix chinensisTLarix chinensis, Larix chinensisDLarix chinensisRLarix chinensisOLarix chinensisULarix chinensisGLarix chinensisHLarix chinensisTLarix chinensisSLarix chinensis, Larix chinensisHLarix chinensisELarix chinensisMLarix chinensisILarix chinensisTLarix chinensisELarix chinensisRLarix chinensisPLarix chinensisELarix chinensisNLarix chinensisELarix chinensisSLarix chinensis, Larix chinensisPLarix chinensisHLarix chinensisELarix chinensisNLarix chinensisOLarix chinensisLLarix chinensisSLarix chinensis, Larix chinensisGLarix chinensisELarix chinensisNLarix chinensisELarix chinensis Larix chinensisELarix chinensisXLarix chinensisPLarix chinensisRLarix chinensisELarix chinensisSLarix chinensisSLarix chinensisILarix chinensisOLarix chinensisNLarix chinensis Larix chinensisPLarix chinensisRLarix chinensisOLarix chinensisFLarix chinensisILarix chinensisLLarix chinensisILarix chinensisNLarix chinensisGLarix chinensis, Larix chinensisPLarix chinensisOLarix chinensisPLarix chinensisULarix chinensisLLarix chinensisULarix chinensisSLarix chinensis, Larix chinensisPLarix chinensisLLarix chinensisALarix chinensisNLarix chinensisTLarix chinensisSLarix chinensis,Larix chinensis Larix chinensisGLarix chinensisELarix chinensisNLarix chinensisELarix chinensisTLarix chinensisILarix chinensisCLarix chinensisALarix chinensisLLarix chinensisLLarix chinensisYLarix chinensis Larix chinensisMLarix chinensisOLarix chinensisDLarix chinensisILarix chinensisFLarix chinensisILarix chinensisELarix chinensisDLarix chinensis, Larix chinensisMLarix chinensisELarix chinensisTLarix chinensisALarix chinensisBLarix chinensisOLarix chinensisLLarix chinensisILarix chinensisSLarix chinensisMLarix chinensis, Larix chinensisCLarix chinensisALarix chinensisRLarix chinensisBLarix chinensisOLarix chinensisHLarix chinensisYLarix chinensisDLarix chinensisRLarix chinensisALarix chinensisTLarix chinensisELarix chinensis Larix chinensisMLarix chinensisELarix chinensisTLarix chinensisALarix chinensisBLarix chinensisOLarix chinensisLLarix chinensisILarix chinensisSLarix chinensisMLarix chinensis, Larix chinensisDLarix chinensisOLarix chinensisWLarix chinensisNLarix chinensis-Larix chinensisRLarix chinensisELarix chinensisGLarix chinensisULarix chinensisLLarix chinensisALarix chinensisTLarix chinensisILarix chinensisOLarix chinensisNLarix chinensis, Larix chinensisLLarix chinensisILarix chinensisGLarix chinensisHLarix chinensisTLarix chinensis, Larix chinensisMLarix chinensisOLarix chinensisDLarix chinensisELarix chinensisLLarix chinensisSLarix chinensis,Larix chinensis Larix chinensisBLarix chinensisILarix chinensisOLarix chinensisLLarix chinensisOLarix chinensisGLarix chinensisILarix chinensisCLarix chinensisALarix chinensisLLarix chinensis, Larix chinensisRLarix chinensisNLarix chinensisALarix chinensis Larix chinensisILarix chinensisNLarix chinensisTLarix chinensisELarix chinensisRLarix chinensisFLarix chinensisELarix chinensisRLarix chinensisELarix chinensisNLarix chinensisCLarix chinensisELarix chinensis, Larix chinensisSLarix chinensisELarix chinensisALarix chinensisSLarix chinensisOLarix chinensisNLarix chinensisSLarix chinensis, Larix chinensisBLarix chinensisALarix chinensisSLarix chinensisELarix chinensis Larix chinensisSLarix chinensisELarix chinensisQLarix chinensisULarix chinensisELarix chinensisNLarix chinensisCLarix chinensisELarix chinensis, Larix chinensisMLarix chinensisELarix chinensisTLarix chinensisALarix chinensisBLarix chinensisOLarix chinensisLLarix chinensisOLarix chinensisMLarix chinensisELarix chinensis, Larix chinensisTLarix chinensisELarix chinensisRLarix chinensisPLarix chinensisELarix chinensisNLarix chinensisELarix chinensisSLarix chinensis

Plant molecular biology, 2010; Vol 74(1-2) : 61 - 75