Sebaran présipitasi musiman di Propinsi Guizhou teu rata, kalayan présipitasi anu langkung seueur dina usum semi sareng usum panas, tapi bibit rapeseed rentan ka setrés halodo dina usum gugur sareng usum tiis, anu mangaruhan pisan kana hasil panén. Mustard mangrupikeun pepelakan siki minyak khusus anu utamina dipelak di Propinsi Guizhou. Mustard gaduh toleransi halodo anu kuat sareng tiasa dipelak di daérah pagunungan. Mustard mangrupikeun sumber daya gén anu tahan halodo. Kapanggihna gén tahan halodo penting pisan pikeun ningkatkeun variétas mustard, sareng inovasi dina sumber daya plasma nutfah. Kulawarga GRF maénkeun peran penting dina kamekaran sareng kamekaran pepelakan sareng réspon kana setrés halodo. Ayeuna, gén GRF parantos kapendak dina Arabidopsis 2, béas (Oryza sativa) 12, rapeseed 13, kapas (Gossypium hirsutum) 14, gandum (Triticum), aestivum)15, jawawut mutiara (Setaria italica)16 sareng Brassica17, tapi teu aya laporan gén GRF anu dideteksi dina mustard. Dina ieu panilitian, gén kulawarga GRF tina mustar diidéntifikasi dina tingkat génom sacara gembleng sareng ciri fisik sareng kimiawi, hubungan évolusionér, homologi, motif anu dilestarikan, struktur gén, duplikasi gén, unsur-unsur cis sareng tahap bibit (tahap opat daun) dianalisis. Pola éksprési dina setrés halodo dianalisis sacara komprehensif pikeun nyayogikeun dasar ilmiah pikeun panilitian salajengna ngeunaan fungsi poténsial gén BjGRF dina réspon halodo sareng pikeun nyayogikeun gén calon pikeun beternak mustar anu tahan halodo.
Tilu puluh opat gén BjGRF diidéntifikasi dina génom Brassica juncea ngagunakeun dua panéangan HMMER, anu sadayana ngandung domain QLQ sareng WRC. Urutan CDS tina gén BjGRF anu diidéntifikasi dipidangkeun dina Tabel Tambahan S1. BjGRF01–BjGRF34 dingaranan dumasar kana lokasi na dina kromosom. Sipat fisikokimia kulawarga ieu nunjukkeun yén panjang asam amino variabel pisan, mimitian ti 261 aa (BjGRF19) dugi ka 905 aa (BjGRF28). Titik isoelektrik BjGRF mimitian ti 6,19 (BjGRF02) dugi ka 9,35 (BjGRF03) kalayan rata-rata 8,33, sareng 88,24% BjGRF mangrupikeun protéin dasar. Rentang beurat molekul BjGRF anu diprediksi nyaéta ti 29,82 kDa (BjGRF19) dugi ka 102,90 kDa (BjGRF28); Indéks ketidakstabilan protéin BjGRF antara 51,13 (BjGRF08) nepi ka 78,24 (BjGRF19), sadayana langkung ageung tibatan 40, nunjukkeun yén indéks asam lemak antara 43,65 (BjGRF01) nepi ka 78,78 (BjGRF22), hidrofilisitas rata-rata (GRAVY) antara -1,07 (BjGRF31) nepi ka -0,45 (BjGRF22), sadaya protéin BjGRF hidrofilik gaduh nilai GRAVY négatif, anu tiasa disababkeun ku kurangna hidrofobisitas anu disababkeun ku résidu. Prédiksi lokalisasi subsélular nunjukkeun yén 31 protéin anu dikodekeun ku BjGRF tiasa dilokalisasi dina inti, BjGRF04 tiasa dilokalisasi dina peroksisom, BjGRF25 tiasa dilokalisasi dina sitoplasma, sareng BjGRF28 tiasa dilokalisasi dina kloroplas (Tabel 1), nunjukkeun yén BjGRF tiasa dilokalisasi dina inti sareng maénkeun peran pangaturan anu penting salaku faktor transkripsi.
Analisis filogenetik kulawarga GRF dina spésiés anu béda tiasa ngabantosan nalungtik fungsi gén. Ku kituna, runtuyan asam amino lengkep tina 35 rapeseed, 16 lobak, 12 béas, 10 jawawut sareng 9 GRF Arabidopsis diunduh sareng tangkal filogenetik diwangun dumasar kana 34 gén BjGRF anu diidentifikasi (Gambar 1). Tilu subfamili ngandung jumlah anggota anu béda; 116 GRF TF dibagi kana tilu subfamili anu béda (grup A~C), masing-masing ngandung 59 (50,86%), 34 (29,31%) sareng 23 (19,83)% tina GRF. Di antarana, 34 anggota kulawarga BjGRF sumebar di 3 subfamili: 13 anggota dina grup A (38,24%), 12 anggota dina grup B (35,29%) sareng 9 anggota dina grup C (26,47%). Dina prosés poliploidisasi mustar, jumlah gén BjGRF dina subfamili anu béda-béda béda-béda, sareng amplifikasi sareng leungitna gén tiasa waé kajantenan. Perlu dicatet yén teu aya distribusi GRF béas sareng jawawut dina grup C, sedengkeun aya 2 GRF béas sareng 1 GRF jawawut dina grup B, sareng kaseueuran GRF béas sareng jawawut dikelompokkeun dina hiji cabang, nunjukkeun yén BjGRF raket patalina sareng dikotil. Di antarana, panilitian anu paling jero ngeunaan fungsi GRF dina Arabidopsis thaliana nyayogikeun dasar pikeun panilitian fungsional BjGRF.
Tangkal filogenetik sawi kaasup Brassica napus, Brassica napus, béas, jawawut sareng anggota kulawarga Arabidopsis thaliana GRF.
Analisis gén anu diulang-ulang dina kulawarga GRF mustard. Garis kulawu di tukang ngagambarkeun blok anu disinkronkeun dina génom mustard, garis beureum ngagambarkeun sapasang ulangan anu disegméntasi tina gén BjGRF;
Éksprési gén BjGRF dina setrés halodo dina tahap daun kaopat. Data qRT-PCR dipidangkeun dina Tabel Tambahan S5. Béda anu signifikan dina data dituduhkeun ku hurup leutik.
Sabot iklim global terus robah, nalungtik kumaha pepelakan nungkulan setrés halodo sareng ningkatkeun mékanisme toleransi na parantos janten topik panalungtikan anu panas18. Saatos halodo, struktur morfologis, éksprési gén sareng prosés métabolik pepelakan bakal robih, anu tiasa nyababkeun eureunna fotosintésis sareng gangguan métabolik, anu mangaruhan hasil sareng kualitas pepelakan19,20,21. Nalika pepelakan ngaraos sinyal halodo, aranjeunna ngahasilkeun utusan kadua sapertos Ca2+ sareng fosfatidilinositol, ningkatkeun konsentrasi ion kalsium intraseluler sareng ngaktipkeun jaringan pangaturan jalur fosforilasi protéin22,23. Protéin target ahir langsung kalibet dina pertahanan sélular atanapi ngatur éksprési gén setrés anu aya hubunganana ngalangkungan TF, ningkatkeun toleransi pepelakan kana setrés24,25. Ku kituna, TF maénkeun peran penting dina ngaréspon setrés halodo. Numutkeun runtuyan sareng sipat ngabeungkeut DNA tina TF anu responsif kana setrés halodo, TF tiasa dibagi kana kulawarga anu béda, sapertos GRF, ERF, MYB, WRKY sareng kulawarga sanésna26.
Kulawarga gén GRF nyaéta jinis TF spésifik tutuwuhan anu maénkeun peran penting dina rupa-rupa aspék sapertos kamekaran, kamekaran, transduksi sinyal sareng réspon pertahanan tutuwuhan27. Kusabab gén GRF anu munggaran diidéntifikasi dina O. sativa28, beuki seueur gén GRF anu parantos diidéntifikasi dina seueur spésiés sareng dipidangkeun mangaruhan kamekaran, kamekaran sareng réspon setrés pepelakan8, 29, 30,31,32. Kalayan dipedalkeunna runtuyan génom Brassica juncea, idéntifikasi kulawarga gén BjGRF janten mungkin33. Dina panilitian ieu, 34 gén BjGRF diidéntifikasi dina sakumna génom mustar sareng dingaranan BjGRF01–BjGRF34 dumasar kana posisi kromosomna. Sadayana ngandung domain QLQ sareng WRC anu dilestarikan pisan. Analisis sipat fisikokimia nunjukkeun yén bédana dina jumlah asam amino sareng beurat molekul protéin BjGRF (kajaba BjGRF28) henteu signifikan, nunjukkeun yén anggota kulawarga BjGRF tiasa gaduh fungsi anu sami. Analisis struktur gén nunjukkeun yén 64,7% tina gén BjGRF ngandung 4 ékson, nunjukkeun yén struktur gén BjGRF relatif lestari dina évolusi, tapi jumlah ékson dina gén BjGRF10, BjGRF16, BjGRP28 sareng BjGRF29 langkung ageung. Panilitian nunjukkeun yén panambahan atanapi ngahapus ékson atanapi intron tiasa nyababkeun bédana dina struktur sareng fungsi gén, sahingga nyiptakeun gén énggal34,35,36. Ku alatan éta, urang ngira-ngira yén intron BjGRF leungit nalika évolusi, anu tiasa nyababkeun parobahan dina fungsi gén. Saluyu sareng panilitian anu tos aya, urang ogé mendakan yén jumlah intron aya hubunganana sareng éksprési gén. Nalika jumlah intron dina gén ageung, gén éta tiasa gancang ngaréspon kana rupa-rupa faktor anu teu nguntungkeun.
Duplikasi gén mangrupikeun faktor utama dina évolusi génomik sareng genetik37. Panilitian anu aya hubunganana nunjukkeun yén duplikasi gén henteu ngan ukur ningkatkeun jumlah gén GRF, tapi ogé janten sarana pikeun ngahasilkeun gén énggal pikeun ngabantosan pepelakan adaptasi kana rupa-rupa kaayaan lingkungan anu goréng38. Sajumlah 48 pasangan gén duplikat kapanggih dina panilitian ieu, sadayana mangrupikeun duplikasi ségméntal, nunjukkeun yén duplikasi ségméntal mangrupikeun mékanisme utama pikeun ningkatkeun jumlah gén dina kulawarga ieu. Parantos dilaporkeun dina literatur yén duplikasi ségméntal tiasa sacara efektif ningkatkeun amplifikasi anggota kulawarga gén GRF dina Arabidopsis sareng stroberi, sareng teu aya duplikasi tandem kulawarga gén ieu anu kapanggih dina spésiés naon waé27,39. Hasil panilitian ieu saluyu sareng panilitian anu aya ngeunaan kulawarga Arabidopsis thaliana sareng stroberi, nunjukkeun yén kulawarga GRF tiasa ningkatkeun jumlah gén sareng ngahasilkeun gén énggal ngalangkungan duplikasi ségméntal dina pepelakan anu béda.
Dina ieu panilitian, aya total 34 gén BjGRF anu diidéntifikasi dina mustar, anu dibagi kana 3 subfamili. Gén-gén ieu nunjukkeun motif sareng struktur gén anu sami. Analisis kolinieritas ngungkabkeun 48 pasang duplikasi segmen dina mustar. Daérah promotor BjGRF ngandung unsur cis-acting anu aya hubunganana sareng réspon cahaya, réspon hormonal, réspon setrés lingkungan, sareng kamekaran sareng kamekaran. Éksprési 34 gén BjGRF dideteksi dina tahap bibit mustar (akar, batang, daun), sareng pola éksprési 10 gén BjGRF dina kaayaan halodo. Kapanggih yén pola éksprési gén BjGRF dina setrés halodo sami sareng tiasa sami. kalibet dina régulasi Pemaksaan Halodo. Gén BjGRF03 sareng BjGRF32 tiasa maénkeun peran pangaturan positip dina setrés halodo, sedengkeun BjGRF06 sareng BjGRF23 maénkeun peran dina setrés halodo salaku gén target miR396. Sacara umum, panilitian kami nyayogikeun dasar biologis pikeun panemuan fungsi gén BjGRF dina pepelakan Brassicaceae ka hareup.
Siki sawi anu dianggo dina ékspérimén ieu disayogikeun ku Guizhou Oil Seed Research Institute, Guizhou Academy of Agricultural Sciences. Pilih sadayana siki teras tanam dina taneuh (substrat: taneuh = 3:1), teras kumpulkeun akar, gagang sareng daunna saatos tahap opat daun. Tutuwuhan dirawat ku 20% PEG 6000 pikeun simulasi halodo, sareng daunna dikumpulkeun saatos 0, 3, 6, 12 sareng 24 jam. Sadaya sampel pepelakan langsung dibekukeun dina nitrogén cair teras disimpen dina freezer -80°C pikeun tés salajengna.
Sadaya data anu diala atanapi dianalisis salami panilitian ieu kalebet kana artikel anu diterbitkeun sareng file inpormasi tambahan.
Waktos posting: 22-Jan-2025