גענאָמע-ברייט לעגיטימאַציע און אויסדרוק אַנאַליסיס פון זענעפט גראָוט רעגולירן סיבות אונטער טריקעניש טנאָים

די סיזאַנאַל פאַרשפּרייטונג פון אָפּזאַץ אין גויזשאָו פּראַווינס איז אַניוואַן, מיט מער אָפּזאַץ אין פרילינג און זומער, אָבער רייפּסיד סידלינגז זענען סאַסעפּטאַבאַל צו טריקעניש דרוק אין האַרבסט און ווינטער, וואָס עמעס אַפעקץ די טראָגן. זענעפט איז אַ ספּעציעל אָילסעעד גערעטעניש דער הויפּט דערוואַקסן אין גויזשאָו פּראַווינס. עס האט שטאַרק טריקעניש טאָלעראַנץ און קענען זיין דערוואַקסן אין מאַונטאַנאַס געביטן. עס איז אַ רייַך מיטל פון טריקעניש-קעגנשטעליק גענעס. די ופדעקונג פון טריקעניש-קעגנשטעליק גענעס איז פון קריטיש וויכטיקייט פֿאַר דער פֿאַרבעסערונג פון זענעפט ווערייאַטיז. און כידעש אין דזשערמפּלאַסם רעסורסן. די GRF משפּחה פיעסעס אַ קריטיש ראָלע אין פאַבריק וווּקס און אַנטוויקלונג און דער ענטפער צו טריקעניש דרוק. דערווייַל, GRF גענעס זענען געפֿונען אין אַראַבידאָפּסיס 2, רייַז (אָריזאַ סאַטיוואַ) 12, רייפּסיד 13, וואַטע (Gossypium hirsutum) 14, ווייץ (טריטיקום). aestivum)15, פּערל מילאַט (Setaria italica)16 און Brassica17, אָבער עס זענען קיין ריפּאָרץ פון GRF גענעס דיטעקטאַד אין זענעפט. אין דעם לערנען, די GRF משפּחה גענעס פון זענעפט זענען יידענאַפייד אין די גענאָמע-ברייט מדרגה און זייער גשמיות און כעמישער קעראַקטעריסטיקס, עוואָלוטיאָנאַרי באציונגען, האָמאָלאָגי, קאַנסערווד מאָוטיפס, דזשין סטרוקטור, דזשין דופּליקיישאַנז, סיס-עלעמענץ און סידלינג בינע (פיר-בלאַט בינע) זענען אַנאַלייזד. די אויסדרוק פּאַטערנז אונטער טריקעניש דרוק זענען פולשטענדיק אַנאַלייזד צו צושטעלן אַ וויסנשאפטלעכע יקער פֿאַר ווייַטער שטודיום אויף די פּאָטענציעל פונקציע פון ​​​​BjGRF גענעס אין טריקעניש ענטפער און צו צושטעלן קאַנדידאַט גענעס פֿאַר ברידינג טריקעניש-טאָלעראַנט זענעפט.
34 BjGRF גענעס זענען יידענאַפייד אין די Brassica juncea גענאָמע ניצן צוויי HMMER אָנפֿרעגן, וואָס אַלע אַנטהאַלטן די QLQ און WRC דאָומיינז. די CDS סיקוואַנסיז פון די יידענאַפייד BjGRF גענעס זענען דערלאנגט אין סאַפּלאַמענטערי טאַבלע S1. BjGRF01-BjGRF34 זענען געהייסן באזירט אויף זייער אָרט אויף די כראָמאָסאָם. די פיזיקאָטשעמיקאַל פּראָפּערטיעס פון דעם משפּחה אָנווייַזן אַז די לענג פון אַמינאָ זויער איז העכסט וועריאַבאַל, ריינדזשינג פון 261 אַאַ (BjGRF19) צו 905 אַאַ (BjGRF28). די יסאָעלעקטריק פונט פון BjGRF ריינדזשאַז פון 6.19 (BjGRF02) צו 9.35 (BjGRF03) מיט אַ דורכשניטלעך פון 8.33, און 88.24% פון BjGRF איז אַ יקערדיק פּראָטעין. די פּרעדיקטעד מאָלעקולאַר וואָג קייט פון BjGRF איז פֿון 29.82 kDa (BjGRF19) צו 102.90 kDa (BjGRF28); די ינסטאַביליטי אינדעקס פון BjGRF פּראָטעינס ריינדזשאַז פון 51.13 (BjGRF08) צו 78.24 (BjGRF19), אַלע זענען העכער ווי 40, וואָס ינדיקייץ אַז די פאַטי זויער אינדעקס ריינדזשאַז פון 43.65 (BjGRF01) צו 78.78 (BjGRF22) פון דורכשניטלעך כיידראָופילאַטי קייט (1 גרף 22). (BjGRF31) צו -0.45 (BjGRF22), אַלע כיידראָופיליק BjGRF פּראָטעינס האָבן נעגאַטיוו GRAVY וואַלועס, וואָס קען זיין רעכט צו דער מאַנגל פון כיידראָופאָוביקייט געפֿירט דורך די רעזאַדוז. פּראָגנאָז פון סובסעללולאַר לאָוקאַלאַזיישאַן געוויזן אַז 31 BjGRF קאָדעד פּראָטעינס קען זיין לאָוקאַלייזד אין די קערן, BjGRF04 קען זיין לאָוקאַלייזד אין פּעראָקסיסאָמעס, BjGRF25 קען זיין לאָוקאַלייזד אין די סיטאָפּלאַסם, און BjGRF28 קען זיין לאָוקאַלייזד אין טשלאָראָפּלאַסץ (טאַבלע 1), וואָס ינדיקייץ אַז BjGRF קען זיין אַ וויכטיק ראָלע אין לאָוקאַלאַזיישאַן און רעגולאַטאָרי. טראַנסקריפּציע פאַקטאָר.
פילאָגענעטיק אַנאַליסיס פון GRF משפחות אין פאַרשידענע מינים קענען העלפֿן צו לערנען דזשין פאַנגקשאַנז. דעריבער, די פול-לענג אַמינאָ זויער סיקוואַנסיז פון 35 רייפּסיד, 16 ברוקווע, 12 רייַז, 10 מילאַט און 9 אַראַבידאָפּסיס גראַפס זענען דאַונלאָודיד און אַ פילאָגענעטיק בוים איז קאַנסטראַקטאַד באזירט אויף 34 יידענאַפייד BjGRF גענעס (פיגורע 1). די דריי אונטער-פאַמיליעס אַנטהאַלטן פאַרשידענע צאָל מיטגלידער; 116 גרף טפס זענען צעטיילט אין דריי פאַרשידענע סובפאַמיליעס (גרופּעס A ~ C), מיט 59 (50.86%), 34 (29.31%) און 23 (19.83)% פון די גרף, ריספּעקטיוולי. צווישן זיי, 34 BjGRF משפּחה מיטגלידער זענען צעוואָרפן איבער 3 סובפאַמיליעס: 13 מיטגלידער אין גרופּע א (38.24%), 12 מיטגלידער אין גרופּע ב (35.29%) און 9 מיטגלידער אין גרופּע C (26.47%). אין דעם פּראָצעס פון זענעפט פּאָליפּלאָידיזאַטיאָן, די נומער פון BjGRFs גענעס אין פאַרשידענע סובפאַמיליעס איז אַנדערש, און דזשין אַמפּלאַפאַקיישאַן און אָנווער קען האָבן פארגעקומען. עס איז כדאי צו באמערקן אַז עס איז קיין פאַרשפּרייטונג פון רייַז און מילאַט גרף אין גרופּע C, בשעת עס זענען 2 רייַז גרף און 1 מילאַט גרף אין גרופּע ב, און רובֿ פון די רייַז און מילאַט גרף זענען גרופּט אין איין צווייַג, וואָס ינדיקייץ אַז BjGRFs זענען ענג שייַכות צו דיקאָץ. צווישן זיי, די מערסט טיף שטודיום אויף די GRF פונקציע אין Arabidopsis thaliana צושטעלן אַ יקער פֿאַר פאַנגקשאַנאַל שטודיום פון BjGRFs.
פילאָגענעטיק זענעפט בוים אַרייַנגערעכנט Brassica napus, Brassica napus, רייַז, מילאַט און מיטגלידער פון די Arabidopsis thaliana GRF משפּחה.
אַנאַליסיס פון ריפּעטיטיוו גענעס אין די זענעפט GRF משפּחה. די גרוי שורה אין דער הינטערגרונט רעפּראַזענץ אַ סינגקראַנייזד בלאָק אין די זענעפט גענאָמע, די רויט שורה רעפּראַזענץ אַ פּאָר פון סעגמענטעד ריפּיץ פון די BjGRF דזשין;
BjGRF דזשין אויסדרוק אונטער טריקעניש דרוק אין דער פערט בלאַט בינע. qRT-PCR דאַטן זענען געוויזן אין סופּפּלעמענטאַרי טאַבלע ס5. באַטייטיק דיפעראַנסיז אין דאַטן זענען אנגעוויזן דורך קליין אותיות.
ווי די גלאבאלע קלימאַט האלט צו טוישן, לערנען ווי קראַפּס קאָפּע מיט טריקעניש דרוק און ימפּרוווינג זייער טאָלעראַנץ מעקאַניזאַמז איז געווארן אַ הייס פאָרשונג טעמע18. נאָך טריקעניש, די מאָרפאַלאַדזשיקאַל סטרוקטור, דזשין אויסדרוק און מעטאַבאַליק פּראַסעסאַז פון געוויקסן וועט טוישן, וואָס קען פירן צו די ופהער פון פאָטאָסינטהעסיס און מעטאַבאַליק שטערונג, אַפעקטינג די טראָגן און קוואַליטעט פון קראַפּס19,20,21. ווען געוויקסן זינען טריקעניש סיגנאַלז, זיי פּראָדוצירן צווייטע שליחים אַזאַ ווי קאַ 2 + און פאָספאַטידילינאָסיטאָל, פאַרגרעסערן די ינטראַסעללולאַר קאַלסיום יאָן קאַנסאַנטריישאַן און אַקטאַווייט די רעגולאַטאָרי נעץ פון פּראָטעין פאָספאָרילאַטיאָן פּאַטוויי 22,23. די לעצט ציל פּראָטעין איז גלייַך ינוואַלווד אין סעליאַלער פאַרטיידיקונג אָדער רעגיאַלייץ די אויסדרוק פון פֿאַרבונדענע דרוק גענעס דורך טפס, ענכאַנסינג פאַבריק טאָלעראַנץ צו דרוק 24,25. אזוי, טפס שפּילן אַ קריטיש ראָלע אין ריספּאַנדינג צו טריקעניש דרוק. לויט די סיקוואַנס און דנאַ ביינדינג פּראָפּערטיעס פון טריקעניש דרוק אָפּרופיק טפס, טפס קענען זיין צעטיילט אין פאַרשידענע משפחות, אַזאַ ווי GRF, ERF, MYB, WRKY און אנדערע פאַמיליעס26.
די GRF דזשין משפּחה איז אַ טיפּ פון פאַבריק-ספּעציפיש טף וואָס פיעסעס וויכטיק ראָלעס אין פאַרשידן אַספּעקץ אַזאַ ווי וווּקס, אַנטוויקלונג, סיגנאַל טראַנסדוקטיאָן און פאַבריק פאַרטיידיקונג רעספּאָנסעס27. זינט דער ערשטער GRF דזשין איז יידענאַפייד אין אָ. סאַטיוואַ28, מער און מער GRF גענעס האָבן שוין יידענאַפייד אין פילע מינים און געוויזן צו ווירקן פאַבריק וווּקס, אַנטוויקלונג און דרוק ענטפער8, 29, 30,31,32. מיט די ארויסגעבן פון די Brassica juncea גענאָמע סיקוואַנס, די לעגיטימאַציע פון ​​​​די BjGRF דזשין משפּחה איז געווען מעגלעך33. אין דעם לערנען, 34 BjGRF גענעס זענען יידענאַפייד אין די גאנצע זענעפט גענאָמע און געהייסן BjGRF01-BjGRF34 באזירט אויף זייער כראָמאָסאָמאַל שטעלע. אַלע פון ​​זיי אַנטהאַלטן העכסט קאַנסערווד QLQ און WRC דאָומיינז. אַנאַליסיס פון די פיזיש כעמישער פּראָפּערטיעס געוויזן אַז די דיפעראַנסיז אין די אַמינאָ זויער נומערן און מאָלעקולאַר ווייץ פון די BjGRF פּראָטעינס (חוץ BjGRF28) זענען נישט באַטייַטיק, וואָס ינדיקייץ אַז די BjGRF משפּחה מיטגלידער קען האָבן ענלעך פאַנגקשאַנז. דזשין סטרוקטור אַנאַליסיס געוויזן אַז 64.7% פון די BjGRF גענעס כּולל 4 עקסאָנס, וואָס ינדיקייץ אַז די BjGRF דזשין סטרוקטור איז לעפיערעך קאַנסערווד אין עוואָלוציע, אָבער די נומער פון עקסאָנס אין די BjGRF10, BjGRF16, BjGRF28 און BjGRF29 גענעס איז גרעסער. שטודיום האָבן געוויזן אַז די אַדישאַן אָדער דילישאַן פון עקסאָנס אָדער ינטראָנס קענען פירן צו דיפעראַנסיז אין דזשין סטרוקטור און פונקציע, און דערמיט שאַפֿן נייַע גענעס 34, 35, 36. דעריבער, מיר ספּעקולירן אַז די ינטראָן פון BjGRF איז פאַרפאַלן בעשאַס עוואָלוציע, וואָס קען פאַרשאַפן ענדערונגען אין דזשין פונקציע. קאָנסיסטענט מיט יגזיסטינג שטודיום, מיר אויך געפונען אַז די נומער פון ינטראָנז איז פארבונדן מיט דזשין אויסדרוק. ווען די נומער פון ינטראָנז אין אַ דזשין איז גרויס, די דזשין קענען געשווינד רעספּאָנד צו פאַרשידן אַנפייוועראַבאַל סיבות.
גענע דופּליקאַטיאָן איז אַ הויפּט פאַקטאָר אין גענאָמיק און גענעטיק עוואָלוציע37. פֿאַרבונדענע שטודיום האָבן געוויזן אַז דזשין דופּליקאַטיאָן ניט בלויז ינקריסאַז די נומער פון GRF גענעס, אָבער אויך דינען ווי אַ מיטל פון דזשענערייטינג נייַע גענעס צו העלפֿן געוויקסן אַדאַפּט צו פאַרשידן אַדווערס ינווייראַנמענאַל טנאָים38. א גאַנץ פון 48 דופּליקאַט דזשין פּערז זענען געפֿונען אין דעם לערנען, וואָס אַלע זענען סעגמענטאַל דופּליקיישאַנז, וואָס ינדיקייץ אַז סעגמענטאַל דופּליקיישאַנז זענען די הויפּט מעקאַניזאַם פֿאַר ינקריסינג די נומער פון גענעס אין דעם משפּחה. עס איז געווען רעפּאָרטעד אין דער ליטעראַטור אַז סעגמענטאַל דופּליקיישאַן קענען יפעקטיוולי העכערן די אַמפּלאַפאַקיישאַן פון GRF דזשין משפּחה מיטגלידער אין אַראַבידאָפּסיס און טרוסקאַווקע, און קיין טאַנדאַם דופּליקיישאַן פון דעם דזשין משפּחה איז געפֿונען אין קיין פון די מינים27,39. די רעזולטאַטן פון דעם לערנען זענען קאָנסיסטענט מיט יגזיסטינג שטודיום אויף אַראַבידאָפּסיס טהאַליאַנאַ און טרוסקאַווקע פאַמיליעס, סאַגדזשעסטינג אַז די GRF משפּחה קענען פאַרגרעסערן די נומער פון גענעס און דזשענערייט נייַע גענעס דורך סעגמענטאַל דופּליקיישאַן אין פאַרשידענע געוויקסן.
אין דעם לערנען, אַ גאַנץ פון 34 BjGRF גענעס זענען יידענאַפייד אין זענעפט, וואָס זענען צעטיילט אין 3 סובפאַמיליעס. די גענעס געוויזן ענלעך קאַנסערווד מאָוטיפס און דזשין סטראַקטשערז. קאָללינעאַריטי אַנאַליסיס אנטפלעקט 48 פּערז פון סעגמענט דופּליקיישאַנז אין זענעפט. די BjGRF פּראָמאָטער געגנט כּולל סיס-אַקטינג עלעמענטן פֿאַרבונדן מיט ליכט ענטפער, כאָרמאָונאַל ענטפער, ינווייראַנמענאַל דרוק ענטפער, און וווּקס און אַנטוויקלונג. דער אויסדרוק פון 34 BjGRF גענעס איז געווען דיטעקטאַד אין די זענעפט סידלינג בינע (רוץ, סטעמס, בלעטער), און די אויסדרוק מוסטער פון 10 BjGRF גענעס אונטער טריקעניש טנאָים. עס איז געפונען אַז די אויסדרוק פּאַטערנז פון BjGRF גענעס אונטער טריקעניש דרוק זענען ענלעך און קען זיין ענלעך. ינוואַלוומאַנט אין טריקעניש פאָרסינג רעגולירן. BjGRF03 און BjGRF32 גענעס קען שפּילן positive רעגולאַטאָרי ראָלעס אין טריקעניש דרוק, בשעת BjGRF06 און BjGRF23 שפּילן ראָלעס אין טריקעניש דרוק ווי מיר396 ציל גענעס. קוילעלדיק, אונדזער לערנען גיט אַ בייאַלאַדזשיקאַל יקער פֿאַר צוקונפֿט ופדעקונג פון BjGRF דזשין פונקציע אין Brassicaceae געוויקסן.
די זענעפט זאמען געניצט אין דעם עקספּערימענט זענען צוגעשטעלט דורך Guizhou אָיל סיד פאָרשונג אינסטיטוט, Guizhou אַקאַדעמי פון אַגריקולטוראַל ססיענסעס. אויסקלייַבן די גאנצע זאמען און פּלאַנט זיי אין באָדן (סאַסטרייט: באָדן = 3: 1), און קלייַבן די רוץ, סטעמס און בלעטער נאָך די פיר-בלאַט בינע. די געוויקסן זענען באהאנדלט מיט 20% PEG 6000 צו סימולירן טריקעניש, און די בלעטער זענען געזאמלט נאָך 0, 3, 6, 12 און 24 שעה. אַלע פאַבריק סאַמפּאַלז זענען מיד פאַרפרוירן אין פליסיק ניטראָגען און דעמאָלט סטאָרד אין אַ -80 ° C פריזער פֿאַר דער ווייַטער פּראָבע.
אַלע דאַטן באקומען אָדער אַנאַלייזד בעשאַס דעם לערנען זענען אַרייַנגערעכנט אין די ארויס אַרטיקל און סאַפּלאַמענטערי אינפֿאָרמאַציע טעקעס.