Guizhou probintzian prezipitazioen sasoiko banaketa irregularra da, udaberrian eta udan prezipitazio gehiagorekin, baina koltza-planteek udazkenean eta neguan lehorte-estresak jasan ditzakete, eta horrek errendimenduari larri eragiten dio. Mostaza batez ere Guizhou probintzian hazten den olio-hazi berezi bat da. Lehortearekiko tolerantzia handia du eta eremu menditsuetan hazi daiteke. Lehortearen aurkako geneen baliabide aberatsa da. Lehortearekiko erresistenteak diren geneak aurkitzea oso garrantzitsua da mostaza barietateak hobetzeko. eta germoplasma baliabideetan berrikuntza. GRF familiak paper garrantzitsua betetzen du landareen hazkuntzan eta garapenean eta lehortearen estresari erantzuteko. Gaur egun, GRF geneak aurkitu dira Arabidopsis 2, arroza (Oryza sativa) 12, koltza 13, kotoia (Gossypium hirsutum) 14, gari (Triticum). aestivum)15, artatxikia perla (Setaria italica)16 eta Brassica17, baina ez dago ziapeetan detektaturiko GRF geneen berririk. Ikerketa honetan, mostaza GRF familiako geneak identifikatu dira genoma mailan eta haien ezaugarri fisiko eta kimikoak, eboluzio-erlazioak, homologia, kontserbatutako motiboak, gene-egitura, gene-bikoizketak, cis-elementuak eta plantularen etapa (lau hostoko etapa) aztertu dira. Lehortearen estresaren pean espresio-ereduak osoki aztertu ziren, BjGRF geneek lehorteari erantzuteko balizko funtzioari buruzko ikerketak egiteko oinarri zientifiko bat emateko eta lehortearekiko ziapea hazteko gene hautagaiak eskaintzeko.
Hogeita hamalau BjGRF gene identifikatu ziren Brassica juncea genoman bi HMMER bilaketa erabiliz, eta guztiek QLQ eta WRC domeinuak dituzte. Identifikatutako BjGRF geneen CDS sekuentziak S1 taula osagarrian aurkezten dira. BjGRF01–BjGRF34 kromosoman duten kokapenaren arabera izendatzen dira. Familia honen propietate fisikokimikoek adierazten dute aminoazidoen luzera oso aldakorra dela, 261 aa (BjGRF19) eta 905 aa (BjGRF28) artean. BjGRF-ren puntu isoelektrikoa 6,19 (BjGRF02) 9,35 (BjGRF03) bitartekoa da, batez beste 8,33rekin, eta BjGRF-ren % 88,24 oinarrizko proteina da. Aurreikusitako BjGRF-ren pisu molekularra 29,82 kDa (BjGRF19) eta 102,90 kDa (BjGRF28) bitartekoa da; BjGRF proteinen ezegonkortasun-indizea 51,13 (BjGRF08) 78,24 (BjGRF19) bitartekoa da, guztiak 40 baino handiagoak dira, gantz-azidoen indizea 43,65 (BjGRF01) 78,78 (BjGRF01) bitartekoa (BjGRF22) bitartekoa dela adierazten du, batez besteko -GRAV 70. (BjGRF31) -0,45etik (BjGRF22), BjGRF proteina hidrofilo guztiek GRAVY balio negatiboak dituzte, eta hori hondakinek eragindako hidrofobikotasun faltagatik izan daiteke. Zelula azpiko lokalizazioaren iragarpenak erakutsi zuen BjGRF kodetutako 31 proteina nukleoan lokalizatu zitezkeela, BjGRF04 peroxisometan, BjGRF25 zitoplasman eta BjGRF28 kloroplastoetan (1. taula), BjGRF transkribapenetan tokiko paper garrantzitsua izan daitekeela adieraziz. faktorea.
Espezie ezberdinetako GRF familien analisi filogenetikoak geneen funtzioak aztertzen lagun dezake. Hori dela eta, 35 koltza, 16 arbi, 12 arroz, 10 artatxiki eta 9 Arabidopsis GRFren luzera osoko aminoazido sekuentziak deskargatu ziren eta identifikatutako 34 BjGRF genetan oinarrituta zuhaitz filogenetiko bat eraiki zen (1. irudia). Hiru azpifamiliek kide kopuru desberdinak dituzte; 116 GRF TF hiru azpifamilia desberdinetan banatzen dira (A~C taldeak), hurrenez hurren, GRFen % 59 (% 50,86), 34 (% 29,31) eta 23 (19,83) barne. Horien artean, BjGRF familiako 34 kide 3 azpifamiliatan sakabanatuta daude: 13 kide A taldeko (%38,24), 12 kide B taldeko (%35,29) eta 9 kide C taldeko (%26,47). Mostaza poliploidizazio prozesuan, azpifamilia ezberdinetan BjGRFs geneen kopurua desberdina da, eta geneen anplifikazioa eta galera gerta daitezke. Azpimarratzekoa da C taldean arrozaren eta artatxikiaren GRFen banaketarik ez dagoela, B taldean 2 arroz GRF eta artatxikiaren GRF 1 daudela, eta arroz eta artatxikiaren GRF gehienak adar bakarrean biltzen direla, BjGRFak dikokotekin estu lotuta daudela adieraziz. Horien artean, Arabidopsis thaliana-n GRF funtzioari buruzko ikerketarik sakonenek BjGRFen azterketa funtzionaletarako oinarria ematen dute.
Mostaza zuhaitz filogenetikoa Brassica napus, Brassica napus, arroza, artatxikia eta Arabidopsis thaliana GRF familiako kideak barne.
Mostaza GRF familiako gene errepikakorren analisia. Atzeko lerro grisak ziapearen genomaren bloke sinkronizatu bat adierazten du, marra gorriak BjGRF genearen errepikapen segmentatu pare bat adierazten du;
BjGRF genearen adierazpena lehortearen estresaren pean laugarren hosto-etapan. qRT-PCR datuak S5 taula osagarrian agertzen dira. Datuen desberdintasun handiak letra xehez adierazten dira.
Klima globalak aldatzen jarraitzen duen heinean, laboreek lehortearen estresari nola aurre egiten dioten aztertzea eta haien tolerantzia-mekanismoak hobetzea ikerketa-gai nagusi bihurtu da18. Lehortearen ondoren, landareen egitura morfologikoa, gene-adierazpena eta prozesu metabolikoak aldatuko dira, eta horrek fotosintesia etetea eta asaldura metabolikoa eragin dezake, laboreen errendimenduan eta kalitatean eraginez19,20,21. Landareek lehorte-seinaleak sumatzen dituztenean, bigarren mezulariak sortzen dituzte, hala nola Ca2+ eta fosfatidilinositol, zelula barneko kaltzio ioien kontzentrazioa areagotzen dute eta proteina fosforilazio-bidearen erregulazio-sarea aktibatzen dute22,23. Azken xede-proteinak zuzenean parte hartzen du zelulen defentsan edo erlazionatutako estresaren geneen adierazpena erregulatzen du TFen bidez, landareen estresarekiko tolerantzia hobetuz24,25. Beraz, TFek zeregin erabakigarria dute lehortearen estresari erantzuteko. Lehortearen estresari erantzuten dioten TF-ren sekuentziaren eta DNA-lotze-propietateen arabera, TF-ak hainbat familiatan bana daitezke, hala nola GRF, ERF, MYB, WRKY eta beste familia batzuetan26.
GRF gene familia landarearen espezifikoko TF mota bat da, eta hainbat alderditan zeregin garrantzitsuak betetzen ditu, hala nola hazkuntzan, garapenean, seinaleen transdukzioan eta landareen defentsaren erantzunetan27. O. sativa-n lehen GRF genea identifikatu zenetik28, gero eta GRF gene gehiago identifikatu dira espezie askotan eta landareen hazkundean, garapenean eta estresaren erantzunean eragiten dutela frogatu da8, 29, 30,31,32. Brassica juncea genomaren sekuentzia argitaratuta, BjGRF gene-familiaren identifikazioa posible egin zen33. Azterketa honetan, 34 BjGRF gene identifikatu ziren ziapearen genoma osoan eta BjGRF01-BjGRF34 izena jarri zuten haien posizio kromosomikoan oinarrituta. Horiek guztiek oso kontserbatutako QLQ eta WRC domeinuak dituzte. Propietate fisikokimikoen analisiak erakutsi zuen BjGRF proteinen aminoazido-zenbakien eta pisu molekularren arteko desberdintasunak (BjGRF28 izan ezik) ez zirela esanguratsuak, eta BjGRF familiako kideek antzeko funtzioak izan ditzaketela adierazten du. Gene-egituraren azterketak erakutsi zuen BjGRF geneen % 64,7k 4 exoi zituela, eta horrek adierazten du BjGRF genearen egitura eboluzioan nahiko kontserbatuta dagoela, baina BjGRF10, BjGRF16, BjGRP28 eta BjGRF29 geneetako exoi kopurua handiagoa da. Ikerketek frogatu dute exoiak edo introiak gehitzeak edo ezabatzeak geneen egituran eta funtzioan desberdintasunak ekar ditzakeela, eta horrela gene berriak sortuz34,35,36. Hori dela eta, BjGRF-en introia eboluzioan zehar galdu zela uste dugu, eta horrek geneen funtzioan aldaketak eragin ditzake. Dauden ikerketekin bat etorriz, introi kopurua geneen adierazpenarekin lotuta zegoela ere aurkitu dugu. Gene batean introi-kopurua handia denean, geneak azkar erantzun diezaieke hainbat faktore desfavorableri.
Geneen bikoizketa faktore nagusia da eboluzio genomikoan eta genetikoan37. Lotutako ikerketek frogatu dute geneen bikoizketak GRF geneen kopurua handitzeaz gain, gene berriak sortzeko baliabide gisa ere balio duela landareak ingurumen-baldintza kaltegarri ezberdinetara egokitzen laguntzeko38. Ikerketa honetan guztira 48 gene-pare bikoiztu aurkitu dira, guztiak bikoizketa segmentalak zirenak, eta horrek adierazten du bikoizketak segmentalak direla familia honetako gene kopurua handitzeko mekanismo nagusia. Literaturan jakinarazi da bikoizketa segmentalak Arabidopsis-en eta marrubietan GRF gene-familiako kideen anplifikazioa eraginkortasunez susta dezakeela, eta ez zen gene-familia honen tandem-bikoizketarik aurkitu espezieren batean27,39. Ikerketa honen emaitzak Arabidopsis thaliana eta marrubi familiei buruz dauden ikerketekin bat datoz, eta iradokitzen du GRF familiak gene-kopurua handitu dezakeela eta gene berriak sor ditzakeela landare ezberdinetan bikoizketa segmentatu bidez.
Azterketa honetan, guztira 34 BjGRF gene identifikatu ziren ziapeetan, 3 azpifamiliatan banatuta. Gene hauek kontserbatutako motibo eta gene egitura antzekoak erakusten zituzten. Kolinealitatearen analisiak 48 segmentu bikoizketa bikote agertu zituen mostaza batean. BjGRF sustatzaile-eskualdeak argi-erantzunarekin, erantzun hormonalarekin, ingurumeneko estresaren erantzunarekin eta hazkundearekin eta garapenarekin lotutako elementuak ditu. 34 BjGRF geneen adierazpena detektatu zen mostaza-planteen fasean (sustraiak, zurtoinak, hostoak) eta 10 BjGRF geneen adierazpen-eredua lehorte baldintzetan. Lehortearen estresaren pean BjGRF geneen adierazpen-ereduak antzekoak zirela eta antzekoak izan daitezkeela aurkitu zen. lehortean inplikazioa Erregulazioa behartuz. BjGRF03 eta BjGRF32 geneek lehorte-estresean erregulazio-eginkizun positiboak izan ditzakete, BjGRF06 eta BjGRF23-ek lehorte-estresean miR396 xede gene gisa. Oro har, gure ikerketak oinarri biologiko bat eskaintzen du Brassicaceae landareetan BjGRF genearen funtzioa etorkizunean aurkitzeko.
Esperimentu honetan erabilitako mostaza-haziak Guizhou-ko Olio-Hazien Ikerketa Institutuak, Guizhouko Nekazaritza Zientzien Akademiak eman zituen. Hautatu hazi osoa eta landatu lurzoruan (substratua: lurra = 3:1), eta bildu sustraiak, zurtoinak eta hostoak lau hostoen fasearen ondoren. Landareak %20ko PEG 6000arekin tratatu ziren lehortea simulatzeko, eta hostoak 0, 3, 6, 12 eta 24 orduren buruan bildu ziren. Landare lagin guztiak berehala izoztu ziren nitrogeno likidoan eta gero -80 °C izozkailuan gorde ziren hurrengo probarako.
Ikerketa honetan lortutako edo aztertutako datu guztiak argitaratutako artikuluan eta informazio osagarrien fitxategietan sartzen dira.
Argitalpenaren ordua: 2025-01-22