Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Tái sinh thực vật trong văn hóa lá của Centaurium erythraea Rafn. Phần 3: Lắp ráp transcriptome de novo và xác thực các gen housekeeping cho các nghiên cứu về morphogenesis in vitro
Tóm tắt
Centaurium erythraea Rafn. (thảo dược centaury, họ Gentianaceae) là một loại cây thuốc có tiềm năng tái sinh lớn và tính linh hoạt phát triển trong điều kiện in vitro. Centaury có thể được tái sinh từ các mẫu lá thông qua cả hai phương pháp phôi sinh dục soma (SE) và phát triển chồi (SD). Chúng tôi tin rằng tiềm năng tái sinh và tính linh hoạt phát triển của nó phụ thuộc vào hoạt động cao của một số gen nhất định, mà có thể không hoạt động hoặc không có ở những loài khó tái sinh trong điều kiện in vitro. Tuy nhiên, hiện không có hệ gen của họ Gentianaceae nào được giải mã để hỗ trợ việc điều tra các sự kiện phân tử trong quá trình SE hoặc SD. Để khắc phục điều này, chúng tôi đã giải mã sáu transcriptome của centaury (gọi là calli phôi, phôi soma hình cầu, phôi soma lá cotyledon, chồi adventitious, lá và rễ của cây phát triển in vitro) và lắp ráp de novo transcriptome tham chiếu của centaury gồm 105.726 gen. Transcriptome chất lượng cao và hoàn chỉnh này đã được chú thích chức năng dựa trên các cơ sở dữ liệu NCBI nt, Swissprot và PFAM với sự phong phú KOG và GO. Thêm vào đó, 11 gen housekeeping và chức năng đã được xác thực về độ ổn định biểu hiện trong 27 mẫu mô đại diện cho các quá trình SE và SD, cây từ thiên nhiên và mô bị tổn thương bằng cách sử dụng GeNorm và NormFinder. Các gen ổn định nhất có thể được sử dụng cho các nghiên cứu biểu hiện trong quá trình SE, SD và các thao tác in vitro là protein ribosomal L2 (RPL2) và protein gắn TATA 1 (TBP1) kết hợp với protein hạt nhân liên quan đến RAS (Rat Sarcoma) (RAN) hoặc kinase adenosine (AK). Những kết quả này tạo thành một khung hoàn chỉnh cho việc tìm kiếm các gen liên quan đến SE và SD, nhưng cũng có thể hữu ích trong việc xác định các gen tham gia vào quá trình tổng hợp các hợp chất thứ cấp của C. erythraea. Transcriptome Centaurium erythraea đã được lắp ráp de novo và chú thích hoàn chỉnh hiện đã có sẵn công khai cùng với các gen housekeeping được xác thực có biểu hiện ổn định trong quá trình phát triển in vitro và tổn thương cơ học.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
citation_journal_title=Cancer Res; citation_title=Normalization of real-time quantitative reverse transcription-PCR data: a model-based variance estimation approach to identify genes suited for normalization, applied to bladder and colon cancer data sets; citation_author=CL Andersen, JL Jensen, TF Ørntoft; citation_volume=64; citation_publication_date=2004; citation_pages=5245-5250; citation_doi=10.1158/0008-5472.CAN-04-0496; citation_id=CR1
citation_journal_title=Nat Genet; citation_title=Gene ontology: tool for the unification of biology; citation_author=M Ashburner, CA Ball, JA Blake, D Botstein, H Butler, JM Cherry, AP Davis, K Dolinski, SS Dwight; citation_volume=25; citation_publication_date=2000; citation_pages=25; citation_doi=10.1038/75556; citation_id=CR2
citation_journal_title=Turk J Bot; citation_title=Interspecific in vitro hybridization in genus Centaurium and identification of hybrids via flow cytometry, RAPD, and secondary metabolite profiles; citation_author=T Banjanac, B Siler, M Skoric, N Ghalawenji, M Milutinovic, D Bozic, D Misic; citation_volume=38; citation_publication_date=2014; citation_pages=68-79; citation_doi=10.3906/bot-1211-58; citation_id=CR3
citation_journal_title=Philos Trans R Soc Lond B; citation_title=Nuclear DNA amounts in angiosperms; citation_author=MD Bennett, JB Smith; citation_volume=334; citation_publication_date=1991; citation_pages=309-345; citation_doi=10.1098/rstb.1991.0120; citation_id=CR4
citation_journal_title=In Vitro Cell Dev Biol-Plant; citation_title=Effects of genotype, explant orientation, and wounding on shoot regeneration in tomato; citation_author=P Bhatia, N Ashwath, DJ Midmore; citation_volume=41; citation_publication_date=2005; citation_pages=457-464; citation_doi=10.1079/IVP2005649; citation_id=CR5
citation_journal_title=Plant Mol Biol Rep; citation_title=Reverse transcription of 18S rRNA with poly (dT) 18 and other homopolymers; citation_author=MD Bogdanović, MB Dragićević, NT Tanić, SI Todorović, DM Mišić, ST Živković, A Tissier, AD Simonović; citation_volume=31; citation_publication_date=2013; citation_pages=55-63; citation_doi=10.1007/s11105-012-0474-y; citation_id=CR6
citation_journal_title=Plant Biosyst; citation_title=Nuclear DNA C-values for biodiversity screening: case of the Lebanese flora; citation_author=M Bou Dagher-Kharrat, N Abdel-Samad, B Douaihy, M Bourge, A Fridlender, S Siljak-Yakovlev, SC Brown; citation_volume=147; citation_publication_date=2013; citation_pages=1228-1237; citation_doi=10.1080/11263504.2013.861530; citation_id=CR7
citation_journal_title=Ecotoxicology; citation_title=Identification of suitable qPCR reference genes in leaves of Brassica oleracea under abiotic stresses; citation_author=F Brulle, F Bernard, F Vandenbulcke, D Cuny, S Dumez; citation_volume=23; citation_publication_date=2014; citation_pages=459-471; citation_doi=10.1007/s10646-014-1209-7; citation_id=CR8
citation_journal_title=Plant Gene; citation_title=De novo transcriptome sequencing and analysis of Euphorbia pekinensis Rupr. and identification of genes involved in diterpenoid biosynthesis; citation_author=X Cao, F Zhang, B Yuan, L Meng, X Yang, J Jiang; citation_volume=12; citation_publication_date=2017; citation_pages=33-42; citation_doi=10.1016/j.plgene.2017.07.001; citation_id=CR9
citation_journal_title=Planta; citation_title=Validation of reference genes for RT-qPCR studies of gene expression in banana fruit under different experimental conditions; citation_author=L Chen, HY Zhong, JF Kuang, JG Li, WJ Lu, JY Chen; citation_volume=234; citation_publication_date=2011; citation_pages=377; citation_doi=10.1007/s00425-011-1410-3; citation_id=CR10
citation_journal_title=Int J Plant Genomic; citation_title=Blast2GO: a comprehensive suite for functional analysis in plant genomics; citation_author=A Conesa, S Götz; citation_volume=2008; citation_publication_date=2008; citation_pages=619832; citation_doi=10.1155/2008/619832; citation_id=CR11
citation_journal_title=Bioinformatics; citation_title=Blast2GO: a universal tool for annotation, visualization and analysis in functional genomics research; citation_author=A Conesa, S Götz, JM García-Gómez, J Terol, M Talón, M Robles; citation_volume=21; citation_publication_date=2005; citation_pages=3674-3676; citation_doi=10.1093/bioinformatics/bti610; citation_id=CR12
citation_journal_title=Plant Cell Rep; citation_title=Normalizing gene expression by quantitative PCR during somatic embryogenesis in two representative conifer species: Pinus pinaster and Picea abies; citation_author=JJ Vega-Bartol, RR Santos, M Simões, CM Miguel; citation_volume=32; citation_publication_date=2013; citation_pages=715-729; citation_doi=10.1007/s00299-013-1407-4; citation_id=CR13
citation_journal_title=Cytometry Part A; citation_title=Nuclear DNA content and genome size of trout and human; citation_author=J Dolezel, J Bartos, H Voglmayr, J Greilhuber; citation_volume=51; citation_publication_date=2003; citation_pages=127-128; citation_doi=10.1002/cyto.a.10013; citation_id=CR14
citation_journal_title=Trends Plant Sci; citation_title=De novo shoot organogenesis: from art to science; citation_author=J Duclercq, B Sangwan-Norreel, M Catterou, RS Sangwan; citation_volume=16; citation_publication_date=2011; citation_pages=597-606; citation_doi=10.1016/j.tplants.2011.08.004; citation_id=CR15
citation_journal_title=Genome Inform; citation_title=A new generation of homology search tools based on probabilistic inference; citation_author=SR Eddy; citation_volume=23; citation_publication_date=2009; citation_pages=205-211; citation_id=CR16
citation_journal_title=PLoS Comput Biol; citation_title=Accelerated profile HMM searches; citation_author=SR Eddy; citation_volume=7; citation_publication_date=2011; citation_pages=e1002195; citation_doi=10.1371/journal.pcbi.1002195; citation_id=CR17
citation_journal_title=Plant Cell Tissue Org; citation_title=Plant regeneration in leaf culture of Centaurium erythraea Rafn. Part 1: the role of antioxidant enzymes; citation_author=BK Filipović, AD Simonović, MM Trifunović, SS Dmitrović, JM Savić, SB Jevremović, AR Subotić; citation_volume=121; citation_publication_date=2015; citation_pages=703-719; citation_doi=10.1007/s11240-015-0740-4; citation_id=CR18
citation_journal_title=Plant Mol Biol Rep; citation_title=RNA extraction from different apple tissues rich in polyphenols and polysaccharides for cDNA library construction; citation_author=K Gasic, A Hernandez, SS Korban; citation_volume=22; citation_publication_date=2004; citation_pages=437-438; citation_doi=10.1007/BF02772687; citation_id=CR19
citation_journal_title=Trends Plant Sci; citation_title=Homoeologs: what are they and how do we infer them?; citation_author=NM Glover, H Redestig, C Dessimoz; citation_volume=21; citation_publication_date=2016; citation_pages=609-621; citation_doi=10.1016/j.tplants.2016.02.005; citation_id=CR20
citation_journal_title=Nat Biotechnol; citation_title=Full-length transcriptome assembly from RNA-Seq data without a reference genome; citation_author=MG Grabherr, BJ Haas, M Yassour, JZ Levin, DA Thompson, I Amit, X Adiconis, L Fan, R Raychowdhury, Q Zeng, Z Chen; citation_volume=29; citation_publication_date=2011; citation_pages=644-652; citation_doi=10.1038/nbt.1883; citation_id=CR21
citation_journal_title=Nat Protoc; citation_title=De novo transcript sequence reconstruction from RNA-seq using the Trinity platform for reference generation and analysis; citation_author=BJ Haas, A Papanicolaou, M Yassour, M Grabherr, PD Blood, J Bowden, MD MacManes; citation_volume=8; citation_publication_date=2013; citation_pages=1494; citation_doi=10.1038/nprot.2013.084; citation_id=CR22
citation_journal_title=BMC Genomics; citation_title=A survey of the complex transcriptome from the highly polyploid sugarcane genome using full-length isoform sequencing and de novo assembly from short read sequencing; citation_author=NV Hoang, A Furtado, PJ Mason, A Marquardt, L Kasirajan, PP Thirugnanasambandam, FC Botha, RJ Henry; citation_volume=18; citation_publication_date=2017; citation_pages=395; citation_doi=10.1186/s12864-017-3757-8; citation_id=CR23
citation_journal_title=Front Plant Sci; citation_title=De novo transcriptome analysis of Miscanthus lutarioriparius identifies candidate genes in rhizome development; citation_author=R Hu, C Yu, X Wang, C Jia, S Pei, K He, G He, Y Kong, G Zhou; citation_volume=8; citation_publication_date=2017; citation_pages=492; citation_id=CR24
citation_journal_title=Genomic Data; citation_title=De novo transcriptome assembly of two different Prunus salicina cultivars; citation_author=Y Jo, S Lian, JK Cho, H Choi, H Chu, WK Cho; citation_volume=6; citation_publication_date=2015; citation_pages=262-263; citation_doi=10.1016/j.gdata.2015.10.015; citation_id=CR25
citation_journal_title=J Chem Biol; citation_title=Molecular aspects of somatic-to-embryogenic transition in plants; citation_author=O Karami, B Aghavaisi, AM Pour; citation_volume=2; citation_publication_date=2009; citation_pages=177-190; citation_doi=10.1007/s12154-009-0028-4; citation_id=CR26
citation_journal_title=Nat Methods; citation_title=Fast gapped-read alignment with Bowtie 2; citation_author=B Langmead, SL Salzberg; citation_volume=9; citation_publication_date=2012; citation_pages=357; citation_doi=10.1038/nmeth.1923; citation_id=CR27
citation_journal_title=J Exp Bot; citation_title=Wound signalling in plants; citation_author=J León, E Rojo, JJ Sánchez-Serrano; citation_volume=52; citation_publication_date=2001; citation_pages=1-9; citation_doi=10.1093/jexbot/52.354.1; citation_id=CR28
citation_journal_title=BMC Bioinform; citation_title=RSEM: accurate transcript quantification from RNA-Seq data with or without a reference genome; citation_author=B Li, CN Dewey; citation_volume=12; citation_publication_date=2011; citation_pages=323; citation_doi=10.1186/1471-2105-12-323; citation_id=CR29
citation_journal_title=Plant Sci; citation_title=Reference gene selection for qPCR analysis during somatic embryogenesis in longan tree; citation_author=YL Lin, ZX Lai; citation_volume=178; citation_publication_date=2010; citation_pages=359-365; citation_doi=10.1016/j.plantsci.2010.02.005; citation_id=CR30
citation_journal_title=Plant Sci; citation_title=Wound signaling of regenerative cell reprogramming; citation_author=SD Lup, X Tian, J Xu, JM Pérez-Pérez; citation_volume=250; citation_publication_date=2016; citation_pages=178-187; citation_doi=10.1016/j.plantsci.2016.06.012; citation_id=CR31
citation_journal_title=Plant Cell; citation_title=Genome-wide analysis of Arabidopsis pentatricopeptide repeat proteins reveals their essential role in organelle biogenesis; citation_author=C Lurin, C Andrés, S Aubourg, M Bellaoui, F Bitton, C Bruyère; citation_volume=16; citation_publication_date=2004; citation_pages=2089-2103; citation_doi=10.1105/tpc.104.022236; citation_id=CR32
citation_journal_title=Taxon; citation_title=Phylogenetic patterns and polyploid evolution within the Mediterranean genus Centaurium (Gentianaceae-Chironieae); citation_author=G Mansion, L Zeltner, F Bretagnolle; citation_volume=54; citation_publication_date=2005; citation_pages=931-950; citation_doi=10.2307/25065479; citation_id=CR33
citation_journal_title=J Exp Bot; citation_title=Housekeeping gene selection for real-time RT-PCR normalization in potato during biotic and abiotic stress; citation_author=N Nicot, JF Hausman, L Hoffmann, D Evers; citation_volume=56; citation_publication_date=2005; citation_pages=2907-2914; citation_doi=10.1093/jxb/eri285; citation_id=CR34
citation_journal_title=Sci Data; citation_title=De novo transcriptome assembly databases for the butterfly orchid Phalaenopsis equestris; citation_author=SC Niu, Q Xu, GQ Zhang, YQ Zhang, WC Tsai, JL Hsu, CK Liang, YB Luo, ZJ Liu; citation_volume=3; citation_publication_date=2016; citation_pages=160083; citation_doi=10.1038/sdata.2016.83; citation_id=CR35
citation_journal_title=GigaScience; citation_title=Comprehensive evaluation of RNA-seq analysis pipelines in diploid and polyploid species; citation_author=M Payá-Milans, JW Olmstead, G Nunez, TA Rinehart, M Staton; citation_volume=7; citation_publication_date=2018; citation_pages=giy132; citation_doi=10.1093/gigascience/giy132; citation_id=CR36
citation_journal_title=BMC Genomics; citation_title=ReadqPCR and NormqPCR: R packages for the reading, quality checking and normalisation of RT-qPCR quantification cycle (Cq) data; citation_author=JR Perkins, JM Dawes, SB McMahon, DL Bennett, C Orengo, M Kohl; citation_volume=13; citation_publication_date=2012; citation_pages=296; citation_doi=10.1186/1471-2164-13-296; citation_id=CR37
citation_journal_title=Plant Cell Tissue Org; citation_title=Embryo production through somatic embryogenesis can be used to study cell differentiation in plants; citation_author=FR Quiroz-Figueroa, R Rojas-Herrera, RM Galaz-Avalos, VM Loyola-Vargas; citation_volume=86; citation_publication_date=2006; citation_pages=285; citation_doi=10.1007/s11240-006-9139-6; citation_id=CR38
citation_journal_title=In Vitro Cell Dev Biol Plant; citation_title=Effect of explant orientation, pH, solidifying agent and wounding on initiation of soybean somatic embryos; citation_author=ER Santarem, B Pelissier, JJ Finer; citation_volume=33; citation_publication_date=1997; citation_pages=13-19; citation_doi=10.1007/s11627-997-0034-6; citation_id=CR39
citation_journal_title=Mol Genet Genomic; citation_title=Stable internal reference genes for normalization of real-time RT-PCR in tobacco (Nicotiana tabacum) during development and abiotic stress; citation_author=GW Schmidt, SK Delaney; citation_volume=283; citation_publication_date=2010; citation_pages=233-241; citation_doi=10.1007/s00438-010-0511-1; citation_id=CR40
citation_journal_title=Plant Cell Rep; citation_title=Reference gene selection for qPCR in Ammopiptanthus mongolicus under abiotic stresses and expression analysis of seven ROS-scavenging enzyme genes; citation_author=J Shi, M Liu, J Shi, G Zheng, Y Wang, J Wang, Y Chen, C Lu, W Yin; citation_volume=31; citation_publication_date=2012; citation_pages=1245-1254; citation_doi=10.1007/s00299-012-1245-9; citation_id=CR41
citation_journal_title=Food Chem; citation_title=Centauries as underestimated food additives: antioxidant and antimicrobial potential; citation_author=B Šiler, S Živković, T Banjanac, J Cvetković, JN Živković, A Ćirić, M Soković, D Mišić; citation_volume=147; citation_publication_date=2014; citation_pages=367-376; citation_doi=10.1016/j.foodchem.2013.10.007; citation_id=CR42
citation_journal_title=Bioinformatics; citation_title=BUSCO: assessing genome assembly and annotation completeness with single-copy orthologs; citation_author=FA Simão, RM Waterhouse, P Ioannidis, EV Kriventseva, EM Zdobnov; citation_volume=31; citation_publication_date=2015; citation_pages=3210-3212; citation_doi=10.1093/bioinformatics/btv351; citation_id=CR43
citation_journal_title=Plant Cell Tissue Org; citation_title=Plant regeneration in leaf culture of Centaurium erythraea Rafn. Part 2: the role of arabinogalactan proteins; citation_author=AD Simonović, BK Filipović, MM Trifunović, SN Malkov, VP Milinković, SB Jevremović, AR Subotić; citation_volume=121; citation_publication_date=2015; citation_pages=721-739; citation_doi=10.1007/s11240-015-0741-3; citation_id=CR44
citation_title=Plant tissue culture and secondary metabolites productions of Centaurium erythraea Rafn., a medical plant; citation_inbook_title=Floriculture ornamental and plant biotechnology: advances and topical issues; citation_publication_date=2006; citation_pages=564-570; citation_id=CR45; citation_author=A Subotić; citation_author=T Janković; citation_author=D Grubišić; citation_publisher=Global Science Books
citation_journal_title=Front Plant Sci; citation_title=Somatic embryogenesis in the family Gentianaceae and its biotechnological application; citation_author=K Tomiczak, A Mikuła, A Niedziela, AI Wójcik-Lewandowska, L Domżalska, JJ Rybczyński; citation_volume=10; citation_publication_date=2019; citation_pages=762; citation_doi=10.3389/fpls.2019.00762; citation_id=CR46
citation_journal_title=Methods Enzymol; citation_title=A workflow for studying specialized metabolism in nonmodel eukaryotic organisms; citation_author=MP Torrens-Spence, TR Fallon, JK Weng; citation_volume=576; citation_publication_date=2016; citation_pages=69-97; citation_doi=10.1016/bs.mie.2016.03.015; citation_id=CR47
citation_journal_title=Watsonia; citation_title=Studies on variation and evolution in Centaurium erythraea Rafn. and C. littorale (D. Turner) Gilmour in the British Isles; citation_author=RAE Ubsdell; citation_volume=11; citation_publication_date=1976; citation_pages=33-43; citation_id=CR48
citation_journal_title=Watsonia; citation_title=Studies on variation and evolution in Centaurium erythraea Rafn. and C. littorale (D. Turner) Gilmour in the British Isles 3. Breeding systems, floral biology and general discussion; citation_author=RAE Ubsdell; citation_volume=12; citation_publication_date=1979; citation_pages=225-232; citation_id=CR49
citation_journal_title=Genome Biol; citation_title=Accurate normalization of real-time quantitative RT-PCR data by geometric averaging of multiple internal control genes; citation_author=J Vandesompele, K Preter, F Pattyn, B Poppe, N Roy, A Paepe, F Speleman; citation_volume=3; citation_publication_date=2002; citation_pages=0034; citation_doi=10.1186/gb-2002-3-7-research0034; citation_id=CR50
citation_journal_title=Anal Biochem; citation_title=Selection of appropriate reference genes for gene expression studies by quantitative real-time polymerase chain reaction in cucumber; citation_author=H Wan, Z Zhao, C Qian, Y Sui, AA Malik, J Chen; citation_volume=399; citation_publication_date=2010; citation_pages=257-261; citation_doi=10.1016/j.ab.2009.12.008; citation_id=CR51
citation_journal_title=BMC Genomics; citation_title=De novo assembly and transcriptome characterization of spruce dwarf mistletoe Arceuthobium sichuanense uncovers gene expression profiling associated with plant development; citation_author=Y Wang, X Li, W Zhou, T Li, C Tian; citation_volume=17; citation_publication_date=2016; citation_pages=771; citation_doi=10.1186/s12864-016-3127-y; citation_id=CR52
citation_journal_title=Mol Biol Evol; citation_title=BUSCO applications from quality assessments to gene prediction and phylogenomics; citation_author=RM Waterhouse, M Seppey, FA Simão, M Manni, P Ioannidis, G Klioutchnikov, EV Kriventseva, EM Zdobnov; citation_volume=35; citation_publication_date=2017; citation_pages=543-548; citation_doi=10.1093/molbev/msx319; citation_id=CR53
citation_journal_title=BMC Genomics; citation_title=WebMGA: a customizable web server for fast metagenomic sequence analysis; citation_author=S Wu, Z Zhu, L Fu, B Niu, W Li; citation_volume=12; citation_publication_date=2011; citation_pages=444; citation_doi=10.1186/1471-2164-12-444; citation_id=CR54
citation_journal_title=Anal Biochem; citation_title=Reference gene selection for quantitative real-time polymerase chain reaction in Populus; citation_author=M Xu, B Zhang, X Su, S Zhang, M Huang; citation_volume=408; citation_publication_date=2011; citation_pages=337-339; citation_doi=10.1016/j.ab.2010.08.044; citation_id=CR55
citation_journal_title=Crit Rev Plant Sci; citation_title=Regulation of somatic embryogenesis in higher plants; citation_author=X Yang, X Zhang; citation_volume=29; citation_publication_date=2010; citation_pages=36-57; citation_doi=10.1080/07352680903436291; citation_id=CR56
citation_journal_title=PLoS ONE; citation_title=Evaluation of new reference genes in papaya for accurate transcript normalization under different experimental conditions; citation_author=X Zhu, X Li, W Chen, J Chen, W Lu, L Chen, D Fu; citation_volume=7; citation_publication_date=2012; citation_pages=e44405; citation_doi=10.1371/journal.pone.0044405; citation_id=CR57