To reveal the integrative biochemical networks of wheat leaves in response to water deficient conditions, proteomics and metabolomics were applied to two spring-wheat cultivars (Bahar, drought-susceptible; Kavir, drought-tolerant). Drought stress induced detrimental effects on Bahar leaf proteome, resulting in a severe decrease of total protein content, with impairments mainly in photosynthetic proteins and in enzymes involved in sugar and nitrogen metabolism, as well as in the capacity of detoxifying harmful molecules. On the contrary, only minor perturbations were observed at the protein level in Kavir stressed leaves. Metabolome analysis indicated amino acids, organic acids, and sugars as the main metabolites changed in abundance upon water deficiency. In particular, Bahar cv showed increased levels in proline, methionine, arginine, lysine, aromatic and branched chain amino acids. Tryptophan accumulation via shikimate pathway seems to sustain auxin production (indoleacrylic acid), whereas glutamate reduction is reasonably linked to polyamine (spermine) synthesis. Kavir metabolome was affected by drought stress to a less extent with only two pathways significantly changed, one of them being purine metabolism. These results comprehensively provide a framework for better understanding the mechanisms that govern plant cell response to drought stress, with insights into molecules that can be used for crop improvement projects.

This study delves into the chemical and genetic determinants of petal color and fragrance in

This study investigates the transition of Rosa canina L. petals from pink to white, driven by genetic and biochemical factors. It characterizes the expression of ten key genes involved in anthocyanin and flavonoid biosynthesis across five developmental stages, correlating gene expression with flavonoid and anthocyanin concentrations and colorimetric changes. Initially, the petals exhibit a rich flavonoid profile, dominated by Rutin and Kaempferol derivatives. The peak anthocyanin concentration, corresponding to the deepest color saturation, occurs in the subsequent stage. Advanced chromatographic analyses identify key flavonoids persisting into the final white petal stage. Notably, the ANS gene shows a dramatic 137.82-fold increase in expression at the final stage, indicating its crucial role in petal color maturation despite the absence of visible pigmentation. The study provides a comprehensive characterization of the genetic and biochemical mechanisms underlying petal pigmentation, suggesting that reduced anthocyanin synthesis and increased flavonol concentration led to white petals. It also highlights the roles of other genes such as PAL, CCD1, FLS, CHI, CHS, UFGT, F3H, DFR, and RhMYB1, indicating that post-translational modifications and other regulatory mechanisms may influence anthocyanin stability and degradation.

Background: Vaccine adjuvants are components that enhance immune responses to an antigen. Given the importance of adjuvants, research on novel adjuvants with higher efficacy and fewer adverse effects remains crucial. Spirulina (Arthrospira sp.), an aqueous, photosynthetic, filamentous, spiral, multicellular microalga also classified as a cyanobacterium, is well known for its high protein content, vitamins, essential fatty acids, and amino acids. C-phycocyanin (C-PC) is one of the most significant proteins in Spirulina. Objectives: This study aimed to investigate the adjuvant capabilities of three Spirulina-derived substances—Spirulina extract, C-phycocyanin (C-PC), and phycocyanobilin (PCB)—in conjunction with the Hepatitis B surface antigen (HBsAg). Methods: Vaccine groups received the vaccine and adjuvants three times at two-week intervals, administered either orally or by injection in encapsulated or naked forms. To use the injectable form while preventing antigenic effects from the C-PC protein portion, the PCB portion was isolated and used as an injectable adjuvant. Results: The highest levels of interferon gamma (IFN-γ) and interleukin 4 (IL-4) stimulation were observed in the naked PCB form with the vaccine. In both oral and injectable forms of PCB and C-PC, results indicated an increased expression of Hepatitis B surface antibodies (HBsAb) in response to the antigen. The absence of a significant difference between C-PC and Spirulina extract in oral form suggested that the adjuvant effect of this microalga was primarily due to the C-PC compound. Additionally, the injectable form of PCB led to the highest HBsAb expression level. This enhancement of the humoral immune response indicated that these compounds have potential as adjuvants in both oral and injectable forms. Conclusions: These findings suggest the potential for improved Hepatitis B vaccine efficacy with this novel adjuvant, paving the way for further evaluation with other vaccines.

Despite the importance of the regulatory role of miRNAs, their effect on terpenoids production is still poorly understood. Especially, the regulation of terpenoids biosynthesis by miRNAs in medicinal plants has a proper potential to be investigated. Since many of the known miRNAs are conserved, the prediction of plausible miRNAs is a fast, cheap, and desirable method that can be used as a screening tool to gain initial knowledge of species potential. Here, the transcriptomic data of a number of the Lamiaceae species were explored to identify miRNAs and target genes related to the terpenoids biosynthesis. Based on the results, miR1127, miR1128, miR1133, miR1436 and miR5021 were found in different species, indicating that they are likely specific to the Lamiaceae family. The highest number of predicted miRNAs involved in terpenoids biosynthesis were obtained in Hyssopus officinalis and Lavadula angustifolia. However, H. officinalis showed more diversity in terpenoid biosynthesis pathways, miRNA families, and predicted targets, suggesting that it may have developed a special adaptive strategy to produce diverse terpenoids through miRNA-mediated regulation. Additionally, the phylogenetic trees based on the similarities of the precursor nucleotide sequence of miRNAs manifested that many of the trees reliably recovered the phylogeny of the Lamiaceae family, in turn representing the effectiveness of miRNAs in determining the phylogenetic relationships of the species of the same family. In conclusion, the present research provides a new foundation for investigating the function of miRNAs to enrich the pathways of terpenoids biosynthesis, and their effects on determining the evolutionary relationships of species.