Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Đặc điểm toàn bộ bộ gen của các yếu tố điều hòa phản ứng cytokinin trong nho và phân tích sự biểu hiện trong quá trình hình thành quả
Tóm tắt
Các yếu tố điều hòa phản ứng cytokinin (RRs) là một gia đình các yếu tố sao chép, hoạt động như đầu ra tín hiệu của con đường tín hiệu hai thành phần cytokinin, đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển và tăng trưởng của thực vật. Chúng đã được xác định ở nhiều loại cây, nhưng rất ít thông tin được biết đến về nho. Hơn nữa, cách mà RRs trung gian cho con đường tín hiệu cytokinin trong quá trình hình thành quả nho vẫn chưa rõ ràng. Trong nghiên cứu này, với việc sử dụng công cụ sinh tin học, chúng tôi đã xác định được 32 gen của RRs trong nho (Vitis vinifera), phân bố trên 14 nhiễm sắc thể, và chúng được chia thành ba nhóm dựa trên phân tích phát sinh loài và miền bảo tồn, bao gồm 14 loại A, 11 loại B và 7 loại giả. Chúng tôi trình bày một nghiên cứu hoàn chỉnh về gia đình gen các yếu tố điều hòa phản ứng trong nho, phân tích phát sinh loài, vị trí nhiễm sắc thể, tổ chức motif bảo tồn, cấu trúc gen. Sự biểu hiện của 32 VviRRs trong điều kiện đối chứng và điều trị N-(2-chloro-4-pyridyl)-N'-phenylurea CPPU đã được khám phá bằng dữ liệu RNA-seq, 9 gen VviRRs khác biệt (DEGs) đã được chọn để xác minh bằng PCR thời gian thực định lượng (qRT-PCR) sau khi điều trị CPPU. Kết quả của chúng tôi cung cấp một nền tảng để hiểu rõ hơn về cơ chế trung gian của cytokinin đối với quá trình hình thành quả, điều này sẽ có lợi cho việc sử dụng các chất điều hòa tăng trưởng thực vật tổng hợp trong thực hành canh tác.
Từ khóa
#cytokinin #yếu tố điều hòa phản ứng #nho #phân tích phát sinh loài #RNA-seq #PCR thời gian thực định lượngTài liệu tham khảo
Yu, Y., Bian, L., Jiao, Z., Yu, K., Wan, Y., Zhang, G., and Guo, D., Molecular cloning and characterization of a grapevine (Vitis vinifera L.) serotonin N-acetyltransferase (VvSNAT2) gene involved in plant defense, BMC Genomics, 2019, vol. 20, p. 880.
Yu, Y., Jiao, Z., Bian, L., Wan, Y., Yu, K., Zhang, G., and Guo, D., Overexpression of Vitis vinifera VvbZIP60 enhances Arabidopsis resistance to powdery mildew via the salicylic acid signaling pathway, Sci. Hortic. (Amsterdam), 2019, vol. 256, art. ID 108640.
Guo, D., Zhao, H., Li, Q., Zhang, G., Jiang, J., Liu, C., and Yu, Y., Genome-wide association study of berry-related traits in grape (Vitis vinifera L.) based on genotyping-by-sequencing markers, Hortic. Res., 2019, vol. 6, p. 11.
Zabadal, T.J. and Bukovac, M.J., Effect of CPPU on fruit development of selected seedless and seeded grape cultivars, HortScience, 2006, vol. 41, p. 154.
West, A.H. and Stock, A.M., Histidine kinases and response regulator proteins in two-component signaling systems, Trends Biochem. Sci., 2001, vol. 26, p. 369.
D'Agostino, I.B., Deruère, J., and Kieber, J.J., Characterization of the response of the Arabidopsis response regulator gene family to cytokinin, Plant Physiol., 2000, vol. 124, p. 1706.
To, J.P.C., Haberer, G., Ferreira, F.J., Deruère, J., Mason, M.G., Schaller, G.E., Alonso, J.M., Ecker, J.R., and Kieber, J.J., Type-A Arabidopsis response regulators are partially redundant negative regulators of cytokinin signaling, Plant Cell, 2004, vol. 16, p. 658.
Hill, K., Mathews, D.E., Kim, H.J., Street, I.H., Wildes, S.L., Chiang, Y., Mason, M.G., Alonso, J.M., Ecker, J.R., Kieber, J.J., and Schaller, G.E., Functional characterization of type-B response regulators in the Arabidopsis cytokinin response, Plant Physiol., 2013, vol. 162, p. 212.
Argyros, R.D., Mathews, D.E., Chiang, Y., Palmer, C.M., Thibault, D.M., Etheridge, N., Argyros, D.A., Mason, M.G., Kieber, J.J., and Schaller, G.E., Type B response regulators of Arabidopsis play key roles in cytokinin signaling and plant development, Plant Cell, 2008, vol. 20, p. 2102.
Liu, Z., Zhang, M., Kong, L., Lv, Y., Zou, M., Lu, G., Cao, J., and Yu, X., Genome-wide identification, phylogeny, duplication, and expression analyses of two-component system genes in chinese cabbage (Brassica rapa ssp. pekinensis), DNA Res., 2014, vol. 21, p. 379.
He, Y., Liu, X., Ye, L., Pan, C., Chen, L., Zou, T., and Lu, G., Genome-wide identification and expression analysis of two-component system genes in tomato, Int. J. Mol. Sci., 2016, vol. 17, p. 1204.
Liu, P., Yang, X., Zhang, Y., Wang, S., Ge, Q., Li, Q., Wang, C., Shi, Q., Ren, Z., and Wang, L., Genome-wide identification of two-component signal transduction system genes in melon (Cucumis melon L.), Agric. Sci., 2018, vol. 9, p. 469.
Fasoli, M., Santo, S.D., Zenoni, S., Tornielli, G.B., Farina, L., and Zamboni, A., The Grapevine expression atlas reveals a deep transcriptome shift driving the entire plant into a maturation program, Plant Cell, 2012, vol. 24, p. 3489.
Ding, J., Chen, B., Xia, X., Mao, W., Shi, K., Zhou, Y., and Yu, J., Cytokinin-induced parthenocarpic fruit development in tomato is partly dependent on enhanced gibberellin and auxin biosynthesis, PLoS One, 2013, vol. 7, p. e70080.
Kieber, J.J. and Schaller, G.E., Cytokinin signaling in plant development, Development, 2018, vol. 145, p. v149344.
Brenner, W.G., Romanov, G.A., Kollmer, I., Burkle, L., and Schmulling, T., Immediate-early and delayed cytokinin response genes of Arabidopsis thaliana identified by genome-wide expression profiling reveal novel cytokinin-sensitive processes and suggest cytokinin action through transcriptional cascades, Plant J., 2005, vol. 44, p. 314.
Schaller, G.E., Doi, K., Hwang, I., Kieber, J.J., Khurana, J.P., Kurata, N., Mizuno, T., Pareek, A., Shiu, S., Wu, P., and Yip, W.K., Nomenclature for two-component signaling elements of rice, Plant Physiol., 2007, vol. 143, p. 555.
McAtee, P., Karim, S., Schaffer, R., and David, K., A dynamic interplay between phytohormones is required for fruit development, maturation, and ripening, Front. Plant Sci., 2013, vol. 4, p. 79.
Böttcher, C., Burbidge, C.A., Boss, P.K., and Davies, C., Changes in transcription of cytokinin metabolism and signalling genes in grape (Vitis vinifera L.) berries are associated with the ripening-related increase in isopentenyladenine, BMC Plant Biol., 2015, vol. 15, p. 223.
Li, Y., Zhang, D., Zhang, L., Zuo, X., Fan, S., Zhang, X., Shalmani, A., and Han, M., Identification and expression analysis of cytokinin response-regulator genes during floral induction in apple (Malus domestica Borkh), Plant Growth Regul., 2017, vol. 83, p. 455.
McClung, C.R., A modern circadian clock in the common angiosperm ancestor of monocots and eudicots, BMC Biol., 2010, vol. 8, p. 55.
Huang, X., Zhang, X., Gong, Z., Yang, S., and Shi, Y., ABI4 represses the expression of type-A ARRs to inhibit seed germination in Arabidopsis, Plant J., 2017, vol. 89, p. 354.
Fasoli, M., Dal Santo, S., Zenoni, S., Tornielli, G.B., Farina, L., Zamboni, A., Porceddu, A., Venturini, L., Bicego, M., Murino, V., Ferrarini, A., Delledonne, M., and Pezzotti, M., The grapevine expression atlas reveals a deep transcriptome shift driving the entire plant into a maturation program, Plant Cell, 2012, vol. 24, p. 3489.
Hirose, N., Makita, N., Kojima, M., Kamada-Nobusada, T., and Sakakibara, H., Overexpression of a type-A response regulator alters rice morphology and cytokinin metabolism, Plant Cell Physiol., 2007, vol. 48, p. 523.
Ishida, K., Yamashino, T., Yokoyama, A., and Mizuno, T., Three type-B response regulators, ARR1, ARR10 and ARR12, play essential but redundant roles in cytokinin signal transduction throughout the life cycle of Arabidopsis thaliana, Plant Cell Physiol., 2008, vol. 49, p. 47.
Bartrina, I., Jensen, H., Novák, O., Strnad, M., Werner, T., and Schmülling, T., Gain-of-function mutants of the cytokinin receptors AHK2 and AHK3 regulate plant organ size, flowering time and plant longevity, Plant Physiol., 2017, vol. 173, p. 1783.
Ni, J., Bai, S., Gao, L., Qian, M., Zhong, L., and Teng, Y., Identification, classification, and transcription profiles of the B-type response regulator family in pear, PLoS One, 2017, vol. 12, p. e171523.
Marsch-Martínez, N., Ramos-Cruz, D., Irepan Reyes-Olalde, J., Lozano-Sotomayor, P., Zúñiga-Mayo, V.M., and de Folter, S., The role of cytokinin during Arabidopsis gynoecia and fruit morphogenesis and patterning, Plant J., 2012, vol. 72, p. 222.