Sebaran musiman curah hujan di Propinsi Guizhou henteu rata, sareng langkung seueur curah hujan dina musim semi sareng usum panas, tapi bibit rapeseed rentan ka setrés halodo dina usum gugur sareng usum tiis, anu parah mangaruhan hasil. Mustard mangrupikeun pepelakan siki minyak khusus anu tumbuh di Propinsi Guizhou. Éta gaduh kasabaran halodo anu kuat sareng tiasa ditumbuh di daérah pagunungan. Ieu mangrupakeun sumberdaya euyeub gén tahan halodo. Kapanggihna gén tahan halodo penting pisan pikeun perbaikan variétas mustard. jeung inovasi dina sumber nutfah. Kulawarga GRF maénkeun peran anu penting dina kamekaran sareng pamekaran pepelakan sareng réspon kana setrés halodo. Ayeuna, gén GRF geus kapanggih dina Arabidopsis 2, béas (Oryza sativa) 12, rapeseed 13, kapas (Gossypium hirsutum) 14, gandum (Triticum). aestivum)15, mutiara millet (Setaria italica)16 jeung Brassica17, tapi teu aya laporan gén GRF nu dideteksi dina mustard. Dina ulikan ieu, gén GRF kulawarga mustard diidentifikasi dina tingkat génom-lega tur ciri fisik jeung kimia maranéhanana, hubungan évolusionér, homologi, motif conserved, struktur gén, duplikasi gén, cis-elemen jeung tahap seedling (tahap opat-daun) dianalisis. Pola éksprési dina kaayaan stres halodo dianalisis sacara komprehensif pikeun nyayogikeun dasar ilmiah pikeun panilitian salajengna ngeunaan fungsi poténsi gén BjGRF dina réspon halodo sareng nyayogikeun gén calon pikeun beternak mustard toleran halodo.
Tilu puluh opat gén BjGRF diidentifikasi dina génom Brassica juncea ngagunakeun dua pamilarian HMMER, anu sadayana ngandung domain QLQ sareng WRC. Runtuyan CDS tina gén BjGRF anu diidentifikasi dipidangkeun dina Tabel Tambahan S1. BjGRF01–BjGRF34 dingaranan dumasar lokasina dina kromosom. Sipat fisikokimia kulawarga ieu nunjukkeun yén panjang asam amino téh kacida variatifna, ti 261 aa (BjGRF19) nepi ka 905 aa (BjGRF28). Titik isoelektrik BjGRF berkisar antara 6,19 (BjGRF02) dugi ka 9,35 (BjGRF03) kalayan rata-rata 8,33, sareng 88,24% BjGRF mangrupikeun protéin dasar. Kisaran beurat molekular BjGRF anu diprediksi nyaéta ti 29,82 kDa (BjGRF19) dugi ka 102,90 kDa (BjGRF28); indéks instability protéin BjGRF kisaran ti 51,13 (BjGRF08) nepi ka 78,24 (BjGRF19), kabéh leuwih gede ti 40, nunjukkeun yén indéks asam lemak dibasajankeun 43,65 (BjGRF01) nepi ka 78,78 (BjGRF22) rata-rata (rata-rata -10V) (BjGRF31) nepi ka -0,45 (BjGRF22), sakabéh protéin BjGRF hidrofilik boga nilai GRAVY négatip, nu bisa jadi alatan kurangna hidrofobik disababkeun ku résidu. Prediksi lokalisasi subsélular nunjukkeun yén 31 protéin anu disandikeun BjGRF tiasa dilokalkeun dina inti, BjGRF04 tiasa dilokalkeun dina peroksisom, BjGRF25 tiasa dilokalkeun dina sitoplasma, sareng BjGRF28 tiasa dilokalkeun dina kloroplas (Tabel 1), nunjukkeun yén BjGRF04 tiasa maénkeun peran inti sareng régulator anu penting.
Analisis filogenetik kulawarga GRF dina spésiés béda bisa mantuan pikeun diajar fungsi gén. Ku alatan éta, runtuyan asam amino full-panjangna 35 rapeseed, 16 turnip, 12 béas, 10 Millet jeung 9 Arabidopsis GRFs diundeur jeung tangkal filogenetik diwangun dumasar kana 34 gén BjGRF dicirikeun (Gbr. 1). Tilu subfamili ngandung jumlah anggota anu béda; 116 GRF TF dibagi kana tilu subfamili béda (grup A ~ C), ngandung masing-masing 59 (50,86%), 34 (29,31%) jeung 23 (19,83)% GRFs. Di antarana, 34 anggota kulawarga BjGRF sumebar di 3 subfamili: 13 anggota dina grup A (38,24%), 12 anggota dina grup B (35,29%) jeung 9 anggota dina grup C (26,47%). Dina prosés polyploidization mustard, jumlah gén BjGRFs dina subfamili béda béda, sarta amplifikasi gén jeung leungitna mungkin geus lumangsung. Perlu diinget yén dina grup C henteu aya distribusi béas sareng gedang, sedengkeun aya 2 GRF béas sareng 1 GRF gedang dina grup B, sareng kalolobaan GRF béas sareng gedang dikelompokkeun dina hiji cabang, nunjukkeun yén BjGRF raket patalina sareng dikotil. Diantarana, studi anu paling jero ngeunaan fungsi GRF dina Arabidopsis thaliana nyayogikeun dasar pikeun kajian fungsional BjGRFs.
Tangkal filogenetik mustard kaasup Brassica napus, Brassica napus, sangu, gedang sareng anggota kulawarga Arabidopsis thaliana GRF.
Analisis gén repetitive dina kulawarga mustard GRF. Garis abu di tukang ngagambarkeun blok nyingkronkeun dina génom mustard, garis beureum ngagambarkeun sapasang repeats segmented tina gén BjGRF;
Ekspresi gén BjGRF dina kaayaan stres halodo dina tahap daun kaopat. Data qRT-PCR dipidangkeun dina Tabel Tambahan S5. Bedana signifikan dina data dituduhkeun ku hurup leutik.
Kusabab iklim global terus robih, diajar kumaha pepelakan tiasa ngatasi setrés halodo sareng ningkatkeun mékanisme toleransina parantos janten topik panalungtikan anu panas18. Sanggeus halodo, struktur morfologis, éksprési gén jeung prosés métabolik tutuwuhan bakal robah, nu bisa ngakibatkeun gencatan patempuran fotosintésis jeung gangguan métabolik, mangaruhan ngahasilkeun sarta kualitas pepelakan19,20,21. Nalika tutuwuhan ngarasa sinyal halodo, aranjeunna ngahasilkeun utusan kadua kayaning Ca2 + na phosphatidylinositol, ngaronjatkeun konsentrasi ion kalsium intrasélular sarta ngaktifkeun jaringan pangaturan jalur fosforilasi protéin22,23. Protéin target ahir langsung aub dina pertahanan sélular atawa ngatur ekspresi gén stress patali ngaliwatan TFs, enhancing kasabaran tutuwuhan mun stress24,25. Ku kituna, TFs maénkeun peran krusial dina ngabales stress halodo. Nurutkeun runtuyan jeung DNA beungkeutan sipat TFs responsif stress halodo, TFs bisa dibagi kana kulawarga béda, kayaning GRF, ERF, MYB, WRKY jeung kulawarga séjén26.
Kulawarga gén GRF nyaéta jinis TF khusus tutuwuhan anu maénkeun peran penting dina sagala rupa aspék sapertos kamekaran, pamekaran, transduksi sinyal sareng réspon pertahanan tutuwuhan27. Kusabab gén GRF munggaran ieu dicirikeun dina O. sativa28, beuki loba gén GRF geus dicirikeun dina loba spésiés jeung ditémbongkeun mangaruhan tumuwuhna tutuwuhan, ngembangkeun sarta respon stress8, 29, 30,31,32. Kalayan publikasi runtuyan génom Brassica juncea, idéntifikasi kulawarga gén BjGRF janten mungkin33. Dina ulikan ieu, 34 gén BjGRF dicirikeun dina sakabéh génom mustard sarta ngaranna BjGRF01-BjGRF34 dumasar kana posisi kromosom maranéhanana. Sadayana ngandung domain QLQ sareng WRC anu dijaga pisan. Analisis sipat fisikokimia némbongkeun yén béda dina jumlah asam amino jeung beurat molekul protéin BjGRF (iwal BjGRF28) teu signifikan, nunjukkeun yén anggota kulawarga BjGRF bisa boga fungsi sarupa. Analisis struktur gén némbongkeun yén 64,7% tina gén BjGRF ngandung 4 exon, nunjukkeun yén struktur gén BjGRF relatif conserved dina évolusi, tapi jumlah exon dina gén BjGRF10, BjGRF16, BjGRP28 na BjGRF29 leuwih badag. Panaliti nunjukkeun yén tambihan atanapi ngahapus ékson atanapi intron tiasa nyababkeun bédana dina struktur sareng fungsi gen, ku kituna nyiptakeun gén énggal34,35,36. Ku alatan éta, urang speculate yén intron BjGRF ieu leungit salila évolusi, nu bisa ngabalukarkeun parobahan dina fungsi gén. Konsisten jeung studi aya, urang ogé kapanggih yén jumlah introns ieu pakait sareng ekspresi gén. Lamun jumlah intron dina gén badag, gén bisa gancang ngabales sagala rupa faktor nguntungkeun.
Duplikasi gen mangrupikeun faktor utama dina évolusi génomik sareng genetik37. Panalitian anu aya hubunganana nunjukkeun yén duplikasi gén henteu ngan ukur nambahan jumlah gén GRF, tapi ogé janten sarana pikeun ngahasilkeun gén énggal pikeun ngabantosan pepelakan adaptasi kana sagala rupa kaayaan lingkungan anu ngarugikeun38. Jumlahna aya 48 pasangan gén duplikat kapanggih dina ulikan ieu, sakabéh nu duplikasi ségméntal, nunjukkeun yén duplikasi ségméntal mangrupakeun mékanisme utama pikeun ngaronjatkeun jumlah gén dina kulawarga ieu. Parantos dilaporkeun dina literatur yén duplikasi ségméntal tiasa sacara efektif ngamajukeun amplifikasi anggota kulawarga gén GRF dina Arabidopsis sareng strawberry, sareng henteu aya duplikasi tandem kulawarga gen ieu anu kapanggih dina salah sahiji spésiés27,39. Hasil ulikan ieu saluyu sareng studi anu aya dina kulawarga Arabidopsis thaliana sareng strawberry, nunjukkeun yén kulawarga GRF tiasa ningkatkeun jumlah gén sareng ngahasilkeun gén énggal ngalangkungan duplikasi ségméntal dina pepelakan anu béda.
Dina ulikan ieu, jumlahna aya 34 gén BjGRF diidentifikasi dina mustard, anu dibagi kana 3 subfamili. Gen ieu nunjukkeun motif sareng struktur gen anu sami. Analisis collinearity ngungkabkeun 48 pasang duplikasi ruas dina mustard. Wewengkon promoter BjGRF ngandung unsur cis-akting pakait sareng réspon cahaya, réspon hormonal, réspon setrés lingkungan, sareng kamekaran sareng pamekaran. Ekspresi 34 gen BjGRF dideteksi dina tahap bibit sawi (akar, batang, daun), sareng pola ekspresi 10 gen BjGRF dina kaayaan halodo. Kapanggih yén pola éksprési gén BjGRF dina kaayaan stres halodo sami sareng tiasa sami. involvement dina halodo Forcing pangaturan. Gen BjGRF03 sareng BjGRF32 tiasa maénkeun peran pangaturan anu positif dina setrés halodo, sedengkeun BjGRF06 sareng BjGRF23 maénkeun peran dina setrés halodo salaku gén target miR396. Gemblengna, ulikan kami nyadiakeun dasar biologis pikeun kapanggihna hareup fungsi gén BjGRF dina tutuwuhan Brassicaceae.
Siki mustard anu digunakeun dina percobaan ieu disayogikeun ku Guizhou Oil Seed Research Institute, Guizhou Academy of Agricultural Sciences. Pilih sakabeh siki jeung melak eta dina taneuh (substrat: taneuh = 3:1), sarta ngumpulkeun akar, batang jeung daun sanggeus tahap opat-daun. Tutuwuhan dirawat kalayan 20% PEG 6000 pikeun simulasi halodo, sareng daunna dikumpulkeun saatos 0, 3, 6, 12 sareng 24 jam. Sadaya conto pepelakan langsung beku dina nitrogén cair teras disimpen dina freezer -80 ° C pikeun tés salajengna.
Sadaya data anu dicandak atanapi dianalisis salami ulikan ieu kalebet dina artikel anu diterbitkeun sareng file inpormasi tambahan.
waktos pos: Jan-22-2025