KCI등재
SCOPUS
SCIE
Changes in plant anthocyanin levels in response to abiotic stresses: a meta-analysis
저자
Yan Wenjie (State Key Laboratory of Soil Erosion and Dryland Farming On the Loess Plateau, Institute of Soil and Water Conservation, Northwest A&F University) ; Li Juanjuan (State Key Laboratory of Soil Erosion and Dryland Farming On the Loess Plateau, Institute of Soil and Water Conservation, Northwest A&F University) ; Lin Xinyue (State Key Laboratory of Soil Erosion and Dryland Farming On the Loess Plateau, Institute of Soil and Water Conservation, Northwest A&F University) ; Wang Lina (Daqing Branch of Heilongjiang Academy of Agricultural Science, Daqing 163319, Heilongjiang) ; Yang Xiaoxiao (State Key Laboratory of Soil Erosion and Dryland Farming On the Loess Plateau, Institute of Soil and Water Conservation, Northwest A&F University) ; Xia Xiangyu (College of Life Sciences, Northwest A&F University, Yangling 712100, Shaanxi) ; Zhang Yuxin (College of Life Sciences, Northwest A&F University, Yangling 712100, Shaanxi) ; Yang Shaoyu (College of Life Sciences, Northwest A&F University, Yangling 712100, Shaanxi) ; Li Hongbing (State Key Laboratory of Soil Erosion and Dryland Farming On the Loess Plateau, Institute of Soil and Water Conservation, Northwest A&F University) ; Deng Xiping (State Key Laboratory of Soil Erosion and Dryland Farming On the Loess Plateau, Institute of Soil and Water Conservation, Northwest A&F University) ; Ke Qingbo (State Key Laboratory of Soil Erosion and Dryland Farming On the Loess Plateau, Institute of Soil and Water Conservation, Northwest A&F University)
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2022
작성언어
English
주제어
등재정보
KCI등재,SCOPUS,SCIE
자료형태
학술저널
수록면
497-508(12쪽)
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제공처
Anthocyanins are small molecule antioxidants that play important roles in plant response and resistance to abiotic stresses. Their levels increase when plants are exposed to abiotic stress. However, the general response patterns and magnitude of anthocyanin increase, and how they confer resistance to abiotic stresses, are difficult to evaluate because of the influence of experimental variables. In this study, changes in plant anthocyanin content under different abiotic stresses and the effect of anthocyanin overproduction on various physiological indicators were investigated through meta-analysis derived from 1039 datasets of 102 studies. Results showed that among the different stress types, heavy metals, especially copper (Cu) and mercury (Hg), induced the most significant synthesis of anthocyanins. Among the different types of drought treatments, mannitol caused anthocyanin content in plants to increase by 2.4-fold, which was more significant than that of polyethylene glycol and natural drought. Furthermore, UV stress led plant anthocyanins to increase 1.3-fold in C4 plants, which was higher than that in C3 plants. In addition, anthocyanins increased the most when the applied stresses were low and moderate, and of short duration. Moreover, plants overexpressing genes encoding MYB transcription factors increased anthocyanin content by 5.8-fold and significantly improved plant stress tolerance. Among the 21 physiological indicators, glutathione and proline levels increased the most in transgenic plants overproducing anthocyanins when exposed to abiotic stress. Taken together, this meta-analysis indicates that anthocyanins enhance stress tolerance by improving the antioxidant, metal-chelating, and osmoregulatory abilities of the plant. The results presented here can help guide future applications of anthocyanins as plant growth regulators in dryland agriculture and breeding for plant stress tolerance.
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