De seizoensferdieling fan delslach yn 'e provinsje Guizhou is unjildich, mei mear delslach yn' e maitiid en simmer, mar de rapseed-seedlings binne gefoelich foar droege stress yn 'e hjerst en winter, dy't de opbringst serieus beynfloedet. Mustard is in spesjale oaljeseedgewaaks dy't benammen groeid is yn 'e provinsje Guizhou. It hat sterke droege tolerânsje en kin groeid wurde yn bercheftige gebieten. It is in rike boarne fan droege-resistinte genen. De ûntdekking fan droege-resistinte genen is fan kritysk belang foar it ferbetterjen fan mosterdfarianten. en ynnovaasje yn germplasma boarnen. De GRF-famylje spilet in krityske rol yn plantgroei en -ûntwikkeling en it antwurd op droechtestress. Op it stuit binne GRF-genen fûn yn Arabidopsis 2, rys (Oryza sativa) 12, rapseed 13, katoen (Gossypium hirsutum) 14, weet (Triticum). aestivum)15, pearl millet (Setaria italica)16 en Brassica17, mar der binne gjin rapporten fan GRF-genen ûntdutsen yn moster. Yn dizze stúdzje waarden de GRF-famylje-genen fan moster identifisearre op it genome-wide nivo en har fysike en gemyske skaaimerken, evolúsjonêre relaasjes, homology, bewarre motiven, genstruktuer, gen-duplikaasjes, cis-eleminten en seedlingsstadium (fjouwerblêdpoadium) waarden analysearre. De ekspresjepatroanen ûnder droechtestress waarden wiidweidich analysearre om in wittenskiplike basis te jaan foar fierdere stúdzjes oer de mooglike funksje fan BjGRF-genen yn droege reaksje en om kandidaatgenen te leverjen foar it fokken fan droege-tolerante moster.
Fjouwerentritich BjGRF-genen waarden identifisearre yn it Brassica juncea-genoom mei twa HMMER-sykopdrachten, dy't allegear de QLQ- en WRC-domeinen befetsje. De CDS-sekwinsjes fan 'e identifisearre BjGRF-genen wurde presintearre yn oanfoljende tabel S1. BjGRF01–BjGRF34 wurde neamd op basis fan har lokaasje op it chromosoom. De fysykchemyske eigenskippen fan dizze famylje jouwe oan dat de lingte fan aminosoeren tige fariabel is, fariearjend fan 261 aa (BjGRF19) oant 905 aa (BjGRF28). It isoelektryske punt fan BjGRF farieart fan 6,19 (BjGRF02) oant 9,35 (BjGRF03) mei in gemiddelde fan 8,33, en 88,24% fan BjGRF is in basisprotein. It foarseine molekulêre gewicht berik fan BjGRF is fan 29,82 kDa (BjGRF19) oant 102,90 kDa (BjGRF28); de ynstabiliteitsyndeks fan BjGRF-proteinen farieart fan 51,13 (BjGRF08) oant 78,24 (BjGRF19), allegear binne grutter as 40, wat oanjout dat de fatty acid-yndeks farieart fan 43,65 (BjGRF01) oant 78,78 (BjGRF22), -1 trochsneed hydrophilicity-berik, -0. (BjGRF31) oant -0.45 (BjGRF22), alle hydrofiele BjGRF-proteinen hawwe negative GRAVY-wearden, wat kin wêze troch it gebrek oan hydrofobisiteit feroarsake troch de resten. Subsellulêre lokalisaasjefoarsizzing liet sjen dat 31 BjGRF-kodearre proteïnen yn 'e kearn kinne wurde pleatst, BjGRF04 koe wurde pleatst yn peroxisomes, BjGRF25 koe wurde pleatst yn it cytoplasma, en BjGRF28 koe wurde pleatst yn chloroplasten (Tabel 1), wat oanjout dat BjGRF's in wichtige rol spylje kinne yn' e kearn. transkripsje faktor.
Fylogenetyske analyze fan GRF-famyljes yn ferskate soarten kin helpe om genfunksjes te studearjen. Dêrom, de folsleine-lingte amino acid sekwinsjes fan 35 rapseed, 16 raap, 12 rys, 10 millet en 9 Arabidopsis GRFs waarden ynladen en in fylogenetic beam waard konstruearre basearre op 34 identifisearre BjGRF genen (Fig. 1). De trije subfamyljes befetsje ferskillende oantallen leden; 116 GRF TF's binne ferdield yn trije ferskillende subfamyljes (groepen A~C), dy't respektivelik 59 (50,86%), 34 (29,31%) en 23 (19,83)% fan 'e GRF's befetsje. Under harren binne 34 BjGRF-famyljeleden ferspraat oer 3 subfamyljes: 13 leden yn groep A (38,24%), 12 leden yn groep B (35,29%) en 9 leden yn groep C (26,47%). Yn it proses fan mosterdpolyploidisaasje is it oantal BjGRFs-genen yn ferskate subfamyljes oars, en genamplifikaasje en -ferlies kin bard wêze. It is de muoite wurdich opskriuwen dat der gjin ferdieling fan rys en gierst GRFs yn groep C, wylst d'r binne 2 rys GRFs en 1 gierst GRF yn groep B, en it grutste part fan 'e rys en gierst GRFs wurde groepearre yn ien tûke, wat oanjout dat BjGRFs binne nau besibbe oan dicots. Under harren jouwe de meast yngeande stúdzjes oer de GRF-funksje yn Arabidopsis thaliana in basis foar funksjonele stúdzjes fan BjGRF's.
Phylogenetyske beam fan moster ynklusyf Brassica napus, Brassica napus, rys, gierst en leden fan 'e Arabidopsis thaliana GRF-famylje.
Analyse fan repetitive genen yn 'e moster GRF-famylje. De grize line op 'e eftergrûn stiet foar in syngronisearre blok yn' e mosterdgenoom, de reade line stiet foar in pear segmentearre werhellingen fan it BjGRF-gen;
BjGRF-gene-ekspresje ûnder droechte-stress op it fjirde blêdstadium. qRT-PCR-gegevens wurde werjûn yn oanfoljende tabel S5. Wichtige ferskillen yn gegevens wurde oanjûn mei lytse letters.
Wylst it wrâldwide klimaat trochgiet te feroarjen, is it bestudearjen fan hoe't gewaaksen omgean mei droechtestress en it ferbetterjen fan har tolerânsjemeganismen in heulend ûndersyksûnderwerp wurden18. Nei droechte sil de morfologyske struktuer, gene ekspresje en metabolike prosessen fan planten feroarje, wat kin liede ta it stopjen fan fotosynteze en metabolike fersteuring, dy't ynfloed op 'e opbringst en kwaliteit fan gewaaksen19,20,21. As planten sinjalen foar droechte fiele, produsearje se twadde boaden lykas Ca2+ en phosphatidylinositol, ferheegje de intrazellulêre kalsiumionkonsintraasje en aktivearje it regulearjende netwurk fan proteinfosforylaasjepaad22,23. It definitive doelprotein is direkt belutsen by sellulêre ferdigening of regelet de ekspresje fan besibbe stressgenen fia TF's, wêrtroch planttolerânsje foar stress ferbettert24,25. Sa spylje TF's in krúsjale rol by it reagearjen op droechtestress. Neffens de folchoarder en DNA-binende eigenskippen fan droege stress-responsive TF's, kinne TF's wurde ferdield yn ferskate famyljes, lykas GRF, ERF, MYB, WRKY en oare famyljes26.
De GRF-genfamylje is in soarte fan plant-spesifike TF dy't wichtige rollen spilet yn ferskate aspekten lykas groei, ûntwikkeling, sinjaaltransduksje en responsen foar plantferdigening27. Sûnt de earste GRF gen waard identifisearre yn O. sativa28, mear en mear GRF genen binne identifisearre yn in protte soarten en sjen litten te beynfloedzje plant groei, ûntwikkeling en stress respons8, 29, 30,31,32. Mei de publikaasje fan 'e Brassica juncea-genoomsekwinsje waard de identifikaasje fan 'e BjGRF-genfamylje mooglik33. Yn dizze stúdzje waarden 34 BjGRF-genen identifisearre yn it heule mosterdgenoom en neamd BjGRF01–BjGRF34 basearre op har chromosomale posysje. Allegear befetsje tige bewarre QLQ- en WRC-domeinen. Analyse fan 'e fysysk-gemyske eigenskippen lieten sjen dat de ferskillen yn' e aminosoerentallen en molekulêre gewichten fan 'e BjGRF-proteinen (útsein BjGRF28) net signifikant wiene, wat oanjout dat de BjGRF-famyljeleden ferlykbere funksjes hawwe kinne. Genestruktueranalyse liet sjen dat 64,7% fan 'e BjGRF-genen 4-eksons befette, wat oanjout dat de BjGRF-genstruktuer relatyf bewarre bleaun is yn evolúsje, mar it oantal eksons yn 'e BjGRF10-, BjGRF16-, BjGRP28- en BjGRF29-genen is grutter. Stúdzjes hawwe oantoand dat it tafoegjen of wiskjen fan exons of yntrons kin liede ta ferskillen yn genstruktuer en funksje, en dêrmei nije genen34,35,36 oanmeitsje. Dêrom spekulearje wy dat it intron fan BjGRF ferlern gie tidens evolúsje, wat feroaringen yn genfunksje feroarsaakje kin. Yn oerienstimming mei besteande stúdzjes fûnen wy ek dat it oantal yntrons ferbûn wie mei geneekspresje. As it oantal yntrons yn in gen grut is, kin it gen fluch reagearje op ferskate ûngeunstige faktoaren.
Genduplikaasje is in wichtige faktor yn genomyske en genetyske evolúsje37. Related stúdzjes hawwe oantoand dat gen-duplikaasje net allinich it oantal GRF-genen fergruttet, mar ek tsjinnet as in middel foar it generearjen fan nije genen om planten te helpen oanpasse oan ferskate ûngeunstige omjouwingsomstannichheden38. In totaal fan 48 dûbele gen-pearen waarden fûn yn dizze stúdzje, dy't allegear segmentele duplikaasjes wiene, wat oanjout dat segmentale duplikaasjes it wichtichste meganisme binne foar it fergrutsjen fan it oantal genen yn dizze famylje. It is rapportearre yn 'e literatuer dat segmentele duplikaasje de amplifikaasje fan GRF-genfamyljeleden effektyf befoarderje kin yn Arabidopsis en strawberry, en gjin tandemduplikaasje fan dizze genefamylje waard fûn yn ien fan 'e soarten27,39. De resultaten fan dizze stúdzje binne yn oerienstimming mei besteande stúdzjes oer Arabidopsis thaliana en aardbeifamyljes, wat suggerearret dat de GRF-famylje it oantal genen ferheegje kin en nije genen generearje troch segmintele duplikaasje yn ferskate planten.
Yn dizze stúdzje waarden yn totaal 34 BjGRF-genen identifisearre yn moster, dy't ferdield waarden yn 3 subfamyljes. Dizze genen lieten ferlykbere bewarre motiven en genstruktueren sjen. Kollineariteitsanalyse die bliken 48 pearen segmintduplikaasjes yn moster. De BjGRF-promotorregio befettet cis-aktearjende eleminten ferbûn mei ljochtrespons, hormonale reaksje, miljeu-stressantwurd, en groei en ûntwikkeling. De ekspresje fan 34 BjGRF-genen waard ûntdutsen op it mosterdseedlingsstadium (woartels, stielen, blêden), en it ekspresjepatroan fan 10 BjGRF-genen ûnder droege omstannichheden. It waard fûn dat de ekspresjepatroanen fan BjGRF-genen ûnder droechtestress ferlykber wiene en kinne ferlykber wêze. belutsenens by droechte Forcing regeljouwing. BjGRF03- en BjGRF32-genen kinne positive regeljende rollen spielje yn droechtestress, wylst BjGRF06 en BjGRF23 rollen spylje yn droegestress as miR396-doelgenen. Oer it algemien leveret ús stúdzje in biologyske basis foar takomstige ûntdekking fan BjGRF-genfunksje yn Brassicaceae-planten.
De mosterzaden brûkt yn dit eksperimint waarden levere troch Guizhou Oil Seed Research Institute, Guizhou Academy of Agricultural Sciences. Selektearje de hiele siedden en plantsje se yn 'e boaiem (substraat: boaiem = 3: 1), en sammelje de woartels, stielen en blêden nei it fjouwerblêdpoadium. De planten waarden behannele mei 20% PEG 6000 om droechte te simulearjen, en de blêden waarden sammele nei 0, 3, 6, 12 en 24 oeren. Alle plantmonsters waarden fuortendaliks beferzen yn floeibere stikstof en dan opslein yn in -80 ° C friezer foar de folgjende test.
Alle gegevens krigen of analysearre tidens dizze stúdzje binne opnommen yn it publisearre artikel en oanfoljende ynformaasjebestannen.
Post tiid: Jan-22-2025