Abiotic stresses due to environmental factors could adversely affect the growth and development of crops. Among the abiotic stresses, drought and heat stress are two critical threats to crop growth and sustainable agriculture worldwide. Considering global climate change, incidence of combined drought and heat stress is likely to increase. The aim of this study was to shed light on plant growth performance and leaf physiology of three tomatoes cultivars (‘Arvento’, ‘LA1994’ and ‘LA2093’) under control, drought, heat and combined stress. Shoot fresh and dry weight, leaf area and relative water content of all cultivars significantly decreased under drought and combined stress as compared to control. The net photosynthesis and starch content were significantly lower under drought and combined stress than control in the three cultivars. Stomata and pore length of the three cultivars significantly decreased under drought and combined stress as compared to control. The tomato ‘Arvento’ was more affected by heat stress than ‘LA1994’ and ‘LA2093’ due to significant decreases in shoot dry weight, chlorophyll a and carotenoid content, starch content and NPQ (non-photochemical quenching) only in ‘Arvento’ under heat treatment. By comparison, the two heat-tolerant tomatoes were more affected by drought stress compared to ‘Arvento’ as shown by small stomatal and pore area, decreased sucrose content, ΦPSII (quantum yield of photosystem II), ETR (electron transport rate) and qL (fraction of open PSII centers) in ‘LA1994’ and ‘LA2093’. The three cultivars showed similar response when subjected to the combination of drought and heat stress as shown by most physiological parameters, even though only ‘LA1994’ and ‘LA2093’ showed decreased Fv/Fm (maximum potential quantum efficiency of photosystem II), ΦPSII, ETR and qL under combined stress. The cultivars differing in heat sensitivity did not show difference in the combined stress sensitivity, indicating that selection for tomatoes with combined stress tolerance might not be correlated with the single stress tolerance. In this study, drought stress had a predominant effect on tomato over heat stress, which explained why simultaneous application of heat and drought revealed similar physiological responses to the drought stress. These results will uncover the difference and linkage between the physiological response of tomatoes to drought, heat and combined stress and be important for the selection and breeding of tolerant tomato cultivars under single and combine stress.

Abstract Macrobrachium nipponense is an important commercial freshwater species in China. However, the ability of alkali tolerance of M. nipponense is insufficient to culture in the major saline-alkali water source in China. Thus, it is urgently needed to perform the genetic improvement of alkali tolerance in this species. In the present study, we aimed to analyse the effects of alkali treatment on gills in this species after 96 h alkalinity exposure under the alkali concentrations of 0 mmol/L, 4 mmol/L, 8 mmol/L, and 12 mmol/L through performing the histological observations, measurement of antioxidant enzymes, metabolic profiling analysis, and transcriptome profiling analysis. The results of the present study revealed that alkali treatment stimulated the contents of malondialdehyde, glutathione, glutathione peroxidase in gills, indicating these antioxidant enzymes plays essential roles in the protection of body from the damage, caused by the alkali treatment. In addition, high concentration of alkali treatment (> 8 mmol/L) resulted in the damage of gill membrane and haemolymph vessel, affecting the normal respiratory function of gill. Metabolic profiling analysis revealed that Metabolic pathways, Biosynthesis of secondary metabolites, Biosynthesis of plant secondary metabolites, Microbial metabolism in diverse environments, Biosynthesis of amino acids were identified as the main enriched metabolic pathways of differentially expressed metabolites, which are consistent with the previous publications, treated by the various environmental factors. Transcriptome profiling analyses revealed that the alkali concentration of 12 mmol/L has more regulatory effects on the changes of gene expression than the other alkali concentrations. KEGG analysis revealed that Phagosome, Lysosome, Glycolysis/Gluconeogenesis, Purine Metabolism, Amino sugar and nucleotide sugar metabolism, and Endocytosis were identified as the main enriched metabolic pathways in the present study, predicting these metabolic pathways may be involved in the adaption of alkali treatment in M. nipponense . Phagosome, Lysosome, Purine Metabolism, and Endocytosis are immune-related metabolic pathways, while Glycolysis/Gluconeogenesis, and Amino sugar and nucleotide sugar metabolism are energy metabolism-related metabolic pathways. Quantitative PCR analyses of differentially expressed genes (DEGs) verified the accuracy of the RNA-Seq. Alkali treatment significantly stimulated the expressions of DEGs from the metabolic pathways of Phagosome and Lysosome, suggesting Phagosome and Lysosome play essential roles in the regulation of alkali tolerance in this species, as well as the genes from these metabolic pathways. The present study identified the effects of alkali treatment on gills, providing valuable evidences for the genetic improvement of alkali tolerance in M. nipponense .

Abstract BACKGROUND Ceratocystis fimbriata is a fungal pathogen that infects sweet potato roots, producing enormous economic losses. Cyclic polyhydroxy compound quinic acid is a common metabolite synthesized in plant tissues, including sweet potato tubers, showing weak antifungal properties. Although several O ‐acylated quinic acid derivatives have been synthesized and found in nature and their antifungal properties have been explored, derivatives based on modification of the carboxylic acid have never been evaluated. RESULTS In this study, amide derivatives were synthesized via linkage of amines with the carboxylic acid moiety of quinic acid. Derivatives with high dipolar moments and a low number of rotatable bonds showed greater antifungal activities toward C. fimbriata in vitro than quinic and chlorogenic acids. Derivative 5b , which was synthesized by coupling p ‐aminobenzoic acid ( p ABA) with quinic acid, had the greatest antifungal activity. 5b showed iron(II)‐chelating properties and reduced ergosterol content in C. fimbriata cells, causing irregularities in the fungal cell wall and inhibiting conidia agglutination. Application of 3 m m 5b reduced black rot symptoms in sweet potatoes by 70.1%. CONCLUSIONS Collectively, derivatization of the carboxylic acid from quinic acid was demonstrated to be a suitable strategy to improve the antifungal properties of this compound. This study reveals a new efficient strategy for management of the sweet potato pathogen C. fimbriata . © 2024 Society of Chemical Industry.

Fruit has an important role in human nutrition and health; therefore, the systematic study of fruit genomic data is essential. The Genomic Database of Fruits (TGDF, http://tgdf.bio2db.com/), established through whole-genome analyses of 44 fruit species, is a comprehensive, user-friendly fruit database. TGDF contains a wealth of functional genes, including 11,350 flowering genes, 3,161 auxin signaling genes, 2,164 anthocyanin synthesis genes, 1,464 abscisic acid (ABA) synthesis genes, 10,931 cell division and expansion genes, 1,786 starch synthesis genes, 294 fruit size genes, and 6,311 sugar transporter genes. Additionally, TGDF contains 1,433,368 CRISPR guide sequences from various fruit genomes, along with information on homologous genes and duplication types for the 44 fruit species. TGDF contains 6,417,060 gene annotations sourced from TrEMBL, SwissProt, Nr, and Gene Ontology databases, along with tools such as Sequence Fetch, BLAST, Synteny, and JBrowse for bioinformatics analyses. Transcriptomic data were also collected and collated from fruits, including details on instruments, tissues, or growth stages. This comprehensive, user-friendly resource is the first collection of fruit genomic data. Users can easily download genomic sequences, gene annotations, and bioinformatics analysis results from TGDF, which will be updated continually. We anticipate that TGDF will become a primary resource for fruit comparative and functional genomic studies.

The Solanaceae family occupies a significant position, and the study of resistance genes within this family is extremely valuable. Therefore, our goal is to examine disease resistance genes based on the high-quality representative genomes of Solanaceae crops, and to develop corresponding Simple Sequence Repeat (SSR) molecular markers. Among nine representative Solanaceae species, we identified 819 NBS-LRR genes, which were further divided into 583 CC-NBS-LRR (CNL), 54 RPW8-NBS-LRR (RNL), and 182 TIR-NBS-LRR (TNL) genes. Whole genome duplication (WGD) has played a very important role in the expansion of NBS-LRR genes in Solanaceae crops. Gene structure analysis showed the striking similarity in the conserved motifs of NBS-LRR genes, which suggests a common ancestral origin, followed by evolutionary differentiation and amplification. Gene clustering and events like rearrangement within the NBS-LRR family contribute to their scattered chromosomal distribution. Our findings reveal that the majority of NBS-LRR family genes across all examined species predominantly localize to chromosomal termini. The analysis indicates the significant impact of the most recent whole genome triplication (WGT) on the NBS-LRR family genes. Moreover, we constructed Protein–Protein Interaction (PPI) networks for all 819 NBS-LRR genes, identifying 3820 potential PPI pairs. Notably, 97 genes displayed clear interactive relationships, highlighting their potential role in disease resistance processes. A total of 22,226 SSRs were detected from all genes of nine Solanaceae species. Among these SSRs, we screened 43 NBS-LRR-associated SSRs. Our study lays the foundation for further exploration into SSR development and genetic mapping related to disease resistance in Solanaceae species.

Thorough and precise gene structure annotations are essential for maximizing the benefits of genomic data and unveiling valuable genetic insights. The cucumber genome was first released in 2009 and updated in 2019. To increase the accuracy of the predicted gene models, 64 published RNA-seq data and 9 new strand-specific RNA-seq data from multiple tissues were used for manual comparison with the gene models. The updated annotation file (V3.1) contains an increased number (24,145) of predicted genes compared to the previous version (24,317 genes), with a higher BUSCO value of 96.9%. A total of 6231 and 1490 transcripts were adjusted and newly added, respectively, accounting for 31.99% of the overall gene tally. These newly added and adjusted genes were renamed (CsaV3.1_XGXXXXX), while genes remaining unaltered preserved their original designations. A random selection of 21 modified/added genes were validated using RT-PCR analyses. Additionally, tissue-specific patterns of gene expression were examined using the newly obtained transcriptome data with the revised gene prediction model. This improved annotation of the cucumber genome will provide essential and accurate resources for studies in cucumber.