基因组调查、鉴定和基因的表达谱分析SBP的菠萝(菠萝comosusl .)

文摘

转录因子基因表达调控,扮演了许多重要的发展过程。SQUAMOSA promoter-binding蛋白(SBP)执行各种监管职能在叶、花、和水果发展,工厂架构和孢子形成。16SBP基因被发现在菠萝和被分成四个组的基础上系统发育分析。五个假字菠萝SBP基因与Ka / Ks比率从0.20变化AcSBP14和AcSBP15为0.36AcSBP6和AcSBP16,分别。16SBP12基因位于染色体的25个菠萝染色体高度保守的蛋白序列结构。SBP的等离子点范围从6.05到9.57,而分子量变化从22.7到121.9 kD。表达谱的SBP基因的发现AcSBP7和AcSBP15(叶),AcSBP13,AcSBP12,AcSBP8,AcSBP16,AcSBP9,AcSBP11(萼片),AcSBP6,AcSBP4,AcSBP10(雄蕊),AcSBP14,AcSBP1,AcSBP5(水果),而其余的基因研究显示低表达在组织。四个基因,AcSBP11,AcSBP6,AcSBP4,AcSBP12在4°C,是高度表达,而AcSBP16调节在45°C。RNA-Seq验证通过一些基因中存在。盐压力诱导的两个基因的表达,也就是说,AcSBP7和AcSBP14,而在干旱胁迫,AcSBP12和AcSBP15高度表达。我们的研究为进一步的基因功能和表达研究奠定了基础SBP基因在菠萝。

1。介绍

菠萝(菠萝comosus)是一种热带植物,食用多种水果,可以吃新鲜的,熟的,喝醉的,或保存和经济最重要的植物在凤梨科的家庭(1,2]。菠萝水果是维生素的重要来源,如维生素A和维生素B1。此外,它还包含一个口服酶菠萝蛋白酶,蛋白水解酶的混合物与潜在可能被用作治疗代理多种临床疾病在未来3]。

基因表达调控的转录因子(TFs)。的sequence-specific DNA结合转录因子是蛋白质功能的激活和/或抑制转录(iuscombe et al . 2000年)。在植物包括菠萝,转录因子发挥重要作用在许多重要的发育过程的调控网络。基因在SQUAMOSA promoter-binding蛋白(SBP-box)基因家族编码SBP蛋白质,执行各种监管职能,参与叶片发育,营养期变化,花朵和水果的发展,工厂建筑、孢子形成,赤霉酸信号和毒素响应(4]。SBP的域是一个高度保守的dna结合域,包含76个氨基酸和锌结合两个网站,Cys-Cys-His-Cys和Cys-Cys-Cys-His5,6]。AmSBP1和AmSBP2被确定为第一个SBP-box基因金鱼草majus发现他们的能力的基础上,结合启动子序列的植物分生组织5]。第一个确认SBP-box基因拟南芥SPL3 (SQUAMOSA promoter-binding蛋白质像3)有重要作用的过渡(7]。

之后,SBP-box基因识别、隔离和特征在许多植物,包括拟南芥(6],黄桦[8),丹参(9)、大米(10)、玉米(11,番茄12)、葡萄(13),而陆地棉(14]。此外,最近的研究表明,SBP-box基因显示应对生物和非生物压力和也参与了许多物种的信号通路,例如,AtSPL14显示敏感性细胞程序性死亡,诱导真菌毒素fumonisin B1 (15]。在葡萄,VpSBP5有能力给抵抗吗Erysiphenecator通过激活SA-induced系统获得抗病性通路和MeJA-induced伤口信号通路13]。最近,认为SBP-box基因参与的防御机制疫霉在辣椒枯萎病。

菠萝的成长和发展会受到压力等条件的影响土壤类型、温度、盐度、干旱、寒冷,和水。重要的是,基因表达也基本生物生长和发育的植物在压力条件下可以解除。非生物应力影响植物的生长和生产力。一般来说,植物暴露于非生物压力如干旱、盐碱、低温和高温、盐,和化学压力。作物的遗传稳定性和生产力受到这些压力的影响。超过50%的作物产量在世界范围内减少了非生物压力(16]。基因组序列的基础上分析,我们确定了16个SBP基因菠萝和将它分成七个组来显示与大米和系统发育的关系拟南芥。同时,本研究有助于确定SBP基因家族的基因结构,系统发育研究中,蛋白质图案,基因定位在染色体,RNA-Seq分析为不同的组织。四个非生物胁迫(寒冷、干旱、盐,和热),基因表达谱进行了评估。本研究将有助于识别SBP基因显示出不同应力条件下反应,可以用来创建非生物胁迫抗性品种通过育种项目解决的问题产生损失非生物压力。SBP蛋白质基因表达的影响表现为其他植物在压力条件下但尚未表现为菠萝。因此,本研究进行了描述SBP基因和SPB蛋白质的基因表达的影响在非生物胁迫条件下菠萝。

2。材料和方法

2.1。全基因组的识别SQUAMOSA (SBP)基因家族同系物序列

识别SBP的基因家族在菠萝(菠萝comosus)、隐马尔可夫模型(HMM)的SBP从包含了数据库域(PF03110)下载。SBP的蛋白质序列的菠萝,拟南芥,和大米从Phytozome获得,UniPort,分别和RGAP数据库(17]。SBP转录factor-coding基因的鉴定菠萝comosus,隐马尔科夫模型(HMM)的SBP域被用来查询菠萝(菠萝comosus)基因组数据库以及nonredundant蛋白质数据库的帮助下爆炸计划。引物设计放大的序列PrimerQuest工具软件。

2.2。在菠萝SBP的特征基因

识别SBP的特征基因菠萝,ExPASy服务器是用来计算等离子点(IP)和分子量的SBP基因,而氨基酸,内含子、外显子,和开放阅读框(ORF)手工计算。

2.3。系统发育分析

多重序列比对进行基于氨基酸序列的使用肌肉软件SBP基因家族。研究了菠萝SBP基因家族的进化关系拟南芥和大米,系统发育树构建了基于序列比对使用RAxML和最大似然方法使用以下参数:JTT模型,对删除明智的差距,和1000年接连[18]。此外,树建设最大似然,最小的进化和PhyML方法也被应用于验证的结果neighbour-joining (NJ)方法。找出系统发育关系,SBP基因的Ka / k值也同时进行。

2.4。Ka / k值的计算

两两对齐SBP基因编码序列的同源和paralogous对进行了使用bio-pipeline-master软件计算Ka / k值(https://github.com/tanghaibao/bio-pipeline/tree/master/synonymous_calculation)。

2.5。SBP基因定位在染色体上

获得SBP基因在染色体的位置,使用基因映射在染色体Mapinspect软件根据开始网站在菠萝(第一个核苷酸)的基因。开始点和结束点的SBP从菠萝基因组基因计算。

2.6。基因结构和守恒的主题分析

exon-intron SBP的基因家族的结构组织在菠萝测定使用的基因结构显示服务器。此外,由计算机校准和手动分析,外显子的位置,SBP域,和cd被确定(19]。随后,MEME计划是用来确认图案菠萝SBP蛋白质序列的基因组,与主题长度设置为6 - 100和主题网站2 - 120。主题的最大数量设置为10。分布的一个主题是“任意数量的重复,“和其他参数“search-given链。”

2.7。植物材料和生长条件

在这项研究中,菠萝(菠萝comosus)提供的各种使用MD2,不知研究所的科技、基因组学和生物技术中心,福建农林大学、福建,中国。菠萝植物生长在土壤中塑料锅包含和被放置在一个温室在30°C与光的60 - 70 m更易与光子⁻²年代⁻¹湿度低于70%,16小时黑暗的光周期光或八小时。

2.8。在菠萝RNA-Seq为特定组织

萼片四个阶段,三个阶段的花瓣,雄蕊的五个阶段,七个阶段的胚珠样本收集的菠萝MD2品种。样本存储在液态氮,并通过植物RNA提取RNeasy迷你包(试剂盒、希尔登,德国)制造商的协议。互补脱氧核糖核酸数据库是构建使用NEBNext超™RNA库准备包Illumina公司(内)标准协议。简单地说,信使rna是分散,分散的信使rna转换成双链的互补。互补脱氧核糖核酸末端被抛光和结扎NEBNext适配器。adaptor-ligated DNA是由15个周期放大的PCR净化为测序获得最后的图书馆。DNA产量和插入片段大小分布的图书馆在安捷伦生物分析仪测定。库测序在HiSeq 2500测序仪使用100个基点pair-end协议中心的基因组学和生物技术在福建农业和林业大学20.]。RNA-Seq数据从以下组织,花、叶、根、水果和六个阶段,提取从一项研究21]。热表达式映射为16 SBP开发基因的表达模式在不同的组织在菠萝。

此外,通过存在RNA-Seq数据确认的准确性。从特定组织总RNA提取(叶、根、花、雄蕊、和水果),存在运行作为非生物压力的我们所做的研究(如下所示)。

2.9。非生物胁迫处理

成年菠萝植物生物复制(3)暴露在四种不同类型的非生物压力(冷、热、干旱和盐)。冷应激在4°C (22)和热应力在45°C, 400更易/毫升甘露醇和400更易/毫升生理盐水是申请干旱胁迫和盐胁迫,分别在24小时和48小时时间和样本收集点,分别。样本储存在液氮−80°C, RNA提取使用RNA提取工具包(ωBio-Tek),互补脱氧核糖核酸提取使用互补脱氧核糖核酸提取工具(TransGen),并使用qPCR qPCR进行装备(TransGen),而cis-DNA-acting菠萝SBP基因启动子的元素进行了测试SBP基因的功能,尤其是对非生物响应(23]。

2.10。定量实时聚合酶链反应

调查的16 SBP的基因表达谱非生物压力下菠萝,菠萝(MD2)植物暴露于四种不同的治疗方法,冷,热,干旱,甘露醇24小时和48 h和使用中存在的基因表达变化进行了分析。定量实时PCR进行确定的相对转录水平选择SBP家族基因在菠萝根据制造商的指示Bio-Rad实时PCR系统(福斯特城、钙、美国)。PrimerQuest工具被用来设计引物对SBP基因家族(http://www.idtdna.com/PrimerQuest/Home/Index?Display=AdvancedParams)。肌动蛋白基因(管家基因)菠萝被用作参考。RNA提取总RNA提取使用工具包(ωBio-Tek)制造商的协议后,和利用互补脱氧核糖核酸提取RNA的互补脱氧核糖核酸合成装备(TransGen) gDNA剂。实时定量PCR(存在)是使用中存在执行工具包(TransGen)。实时PCR系统总量的20倍μL以下步骤:变性在95°C 30年代,退火5 s在95°C,和扩展60°C 30 s 39周期紧随其后。SYBR绿色荧光测量在每个周期监控目标SBP家族基因的扩增。Ct测量(阈值周期)值在每个周期中,Ct(阈值周期)被定义为的实时PCR循环统计上显著的增加记者荧光是首先发现。三个生物复制。分析SBP家族基因的相对转录水平正常化AcoActin基因的转录水平。Livak方法(−ΔΔCT)是用来计算在菠萝(SBP家族基因的表达水平24]。

3所示。结果

3.1。识别SQUAMOSA (SBP)基因家族在菠萝

识别SBP的基因家族在菠萝(菠萝comosus)、隐马尔可夫模型(HMM)的SBP从包含了数据库域(PF03110)下载。SBP转录factor-coding基因的鉴定菠萝comosus,嗯SBP的域是用来查询菠萝(菠萝comosus)基因组数据库以及nonredundant蛋白质数据库的帮助下爆炸计划。16 SBP基因序列被确定菠萝HMMER数据库的基因组。

3.2。描述在菠萝SBP的基因

ExPASy服务器是用来计算等离子点(IP)和分子量的SBP的基因。等电子点或等离子点(IP)是pH值,氨基酸不迁移的电场。知识产权价值最低的是6.05AcSBP5最高,而IP值是9.57AcSBP16。的分子量范围从22.7到121.9 kDAcSBP8和AcSBP2。SBP的基因,也就是说,AcSBP2,最高数量的氨基酸(1113)和子(3339),其次是SBP的基因,也就是说,AcSBP8,最低数量的氨基酸(210)和子(630)(表1)。

3.3。系统发育分析SBP基因家族的菠萝

多重序列比对进行基于完整的SBP基因的氨基酸序列家庭使用肌肉的软件。研究了菠萝SBP基因家族的进化关系拟南芥和大米,拔起系统树构建使用RAxML和最大似然方法。引导测试执行1000次迭代基于对齐SBP域的序列。系统发育分析显示16(16)在菠萝SBP基因(菠萝comosusSBP)基因组,17(17)基因拟南芥19 (19)SBP的基因栽培稻(图1(一))。个体种系发生树也构建了16菠萝SBP基因家族和将它分成7组(A, B, C, D, E, F, G)通过RAxML和最大似然法(25,26)(图1 (b))。

3.4。Ka / k值的计算

散度和进化关系的计算是通过Ka, Ks和Ka / Ks SBP基因之间的比率。我们确定了5假字使用bio-pipeline-master菠萝SBP基因(https://github.com/tanghaibao/bio-pipeline/tree/master/synonymous_calculation)。从0.20 Ka / Ks比不同AcSBP14和AcSBP15为0.36AcSBP6和AcSBP16(表2)。Ka / Ks的趋势比每个基因编码序列的双域发生了强烈表明,SBP的净化选择(Ka / Ks < < 1)过程中进化。一般来说,Ka / Ks比率小于1,等于1,大于1意味着负面或稳定化选择中性的选择,和积极的选择,分别27]。

3.5。SBP基因定位在染色体上

获得SBP的基因定位在染色体,Mapinspect软件是用于定位SBP的基因在染色体上。发现16 SBP-box基因位于十二25染色体的菠萝基因组:染色体1,2,3,4,5,6,7,12日,17日,19日,20日和23日。SBP的两个基因位于染色体20日两个4号染色体上的两个3号染色体上,两个19号染色体上(图2)。

3.6。基因结构和守恒的主题分析SBP基因家族的菠萝

基因结构显示服务器是用来分析结构组织在菠萝intron-exon SBP的基因家族。基因结构分析表明,大部分的基因具有相同数量的内含子。SBP基因家族有2个内含子和3外显子的基因。五SBP基因内含子和外显子的最高数字,也就是说,AcSBP2,AcSBP1,AcSBP5,AcSBP14,AcSBP15(图,表明结构的相似之处3(一个))(表1)。十个蛋白质主题被确定通过模因项目(图3 (b))。

3.7。在不同的菠萝组织SBP基因的表达谱

研究SBP的表达基因家族在菠萝,我们使用这些RNA-Seq数据,进一步表现RNA-Seq分析花萼的四个阶段,三个阶段的花瓣,雄蕊的五个阶段,七个阶段的胚珠(28]。

RNA-Seq SBP家族基因的表达谱菠萝透露,只有一个基因AcSBP15显示,花和叶组织低表达,表明SBP基因家族拥有一个小角色在花和叶组织发展。SBP在根组织,两个基因,也就是说,AcSBP7和AcSBP15高度表达。花萼被认为是第一个螺纹的花,通常绿色的颜色。它提供了安全性和营养花卉发展的初始阶段。在萼片发育阶段1,两个基因,也就是说,AcSBP16和AcSBP9被高度表达,而两个基因,也就是说,AcSBP11和AcSBP13在第二阶段,适度表达。高表达的只有一个基因,也就是说,AcSBP11在阶段2。另一方面,花萼发展的四个阶段,只有一个基因,也就是说,AcSBP12适度的表达。花瓣统称为花冠。没有特定的SBP基因表达在花瓣的三个不同阶段的发展,表明SBP基因可能不涉及花瓣形成。雄蕊花的男性生殖器官产生花粉。总的来说,雄蕊形成雄蕊。RNA-Seq分析进行了5雄蕊发育阶段显示;两个基因AcSBP4和AcSBP6高度表达在第一个雄蕊的发育阶段。一个基因,AcSBP10,适度表达阶段1和阶段2。温和的SBP基因的表达,AcSBP2观察,在发展阶段3和4的雄蕊。菠萝水果营养价值具有重要的经济和消费新鲜,熟的,喝醉的,保存形式。6水果发展阶段执行RNA-Seq分析表明3基因,也就是说,AcSBP14,AcSBP1,AcSBP5在第一阶段,适度表达,紧随其后的是基因AcSBP5在第二阶段也显示出温和的表情,而其余的SBP基因不表达水果发展的四个阶段。改进的菠萝作物,可以做进一步的研究相关基因SBP中高度表达的基因显示高RNA-Seq表达关于水果的发展。此外,胚珠受精时植物结构,发展成一个种子。胚珠发育分为7个阶段。RNA-Seq分析显示没有具体的表达式在胚珠发育(图的所有阶段4)。期间获得的读取和深度RNA-Seq为每个组织中列出额外的数据。果实发育阶段的最高读取观察6 (10.69 G)最高的深度最低(20.32),而读报道果实发育阶段1 (2.57 G)序列深度(4.88)(补充表年代在网上https://doi.org/10.1155/2017/1032846)。RNA-Seq数据四个基因,AcSBP2,AcSBP5,AcSBP7,AcSBP15、选择和他们RNA-Seq表达式被确认通过中存在五种不同组织(叶、根、花、雄蕊、和水果)。中存在的相对表达这些基因与RNA-Seq表达式显示一致的结果。这些基因的相对表达的数据和RNA-Seq FPKM数据使用热图(图所示5)。

3.8。冷应激下SBP基因的表达模式

菠萝是冷敏感,不能抵御寒冷,大部分是菠萝品种都是受伤后24小时暴露在4°C。在4°C接触冷应激后,四个基因,也就是说,AcSBP11,AcSBP6,AcSBP4,AcSBP12被高度表达,而3的基因,也就是说,AcSBP16,AcSBP13,AcSBP5是适度表达之后,两个基因的低表达,也就是说,AcSBP2和AcSBP8 48 h后冷治疗。另一方面,只有一个基因AcSBP3显示高表达在24小时和48 h治疗。结果表明,这些基因可以被利用来开发耐寒品种在菠萝(图6)。

3.9。SBP基因的表达模式下热应力

在这项研究中,应用热应力在45°C 24小时和48小时间隔,表明暴露在热应力后,两个基因的基因表达,也就是说,AcSBP16和AcSBP1增加一被发现,48 h后45°C。此外,其余的SBP基因适度表达治疗48 h后除了一个基因AcSBP1424小时后,表现出高表达与后48 h。因此,没有显著差异SPB家族基因表达时,植物暴露于热应力。表明,SBP家族基因并不显著响应热应力(图6)。

3.10。盐胁迫下基因表达模式的SBP

评估SBP基因家族的基因表达在盐水条件下,菠萝植物受到盐胁迫更易与400毫升生理盐水24小时和48小时。结果表明,两个基因,AcSBP7和AcSBP14高度表达,两个基因,也就是说,AcSBP5和AcSBP10,表现出非常低的基因表达在48 h。治疗后48小时,四种基因的表达模式,也就是说,AcSBP2,AcSBP9,AcSBP1,AcSBP15温和而只有一个基因AcSBP8高度表达观察24小时,但减少表达对48 h。这SBP基因的动态响应盐胁迫SBP基因预测一个重要的角色在应对盐胁迫(图6)。

3.11。干旱胁迫下SBP基因的表达模式

菠萝植物受到干旱胁迫(甘露醇浓度400更易/毫升)。干旱胁迫,两个基因,AcSBP12和AcSBP15基因表达,表现出一致的高相比其他SBP基因是适度表达其次是很低的一个基因的表达AcSBP16经过48小时的治疗。这些研究结果的基础上,创新的作用SBP基因可以预测对干旱胁迫(图6)。cis-DNA-acting元素的菠萝SBP基因启动子进行了测试SBP基因的功能,尤其是非生物反应(23)(补充表年代)。

4所示。讨论

菠萝是经济最重要的凤梨科植物的家庭(1,2]。SBP SQUAMOSA promoter-binding蛋白(SBP-box)基因家族编码的蛋白质在植物发展发挥了重要作用,信号和防御机制。因此,重要的是要研究特征,分析,基因表达谱的SBP基因家族通过全基因组数据响应非生物压力的菠萝。本研究集中在16 SBP菠萝基因组的基因。

4.1。系统发育分析、基因结构、识别守恒的蛋白质的图案和本地化的染色体

SBP基因家族在菠萝一起显示拟南芥和大米,显示高相似性和保护(图1(一))。SBP基因家族可以分成七组的基础上(图结构相似之处1 (b))。SBP基因家族可以分成六组在胡椒系统发育分析的基础上29日]。SBP基因家族在瓜(分成四组30.]。intron-exon显示高的结构组织在一个基因变异范围从1到11,在拟南芥和水稻基因组相似(表1)。最大数量的内含子在胡椒范围从0到11 [29日]在甜瓜,范围从0到10 (30.]。

为了进一步突出SBP基因家族的结构,本研究显示十蛋白质图案,表明在菠萝SBP家族基因是高度保守的和在水稻和拟南芥(图一样3 (c))。高保护蛋白质图案中SBP基因家族中也观察到甜瓜,胡椒,和苹果4,29日,30.]。这些主题之间的相似之处和结构变异可以进一步研究提供新的信息。结果表明,SBP基因位于12染色体在菠萝基因组染色体4,3,19日和20 SBP包含不止一个基因(图2)。Ka、Ks和Ka / Ks SBP基因之间的比率显示散度和假字之间的进化关系(表2)。一般来说,Ka / Ks比率小于1,等于1,大于1意味着负面或稳定化选择中性的选择,分别和积极的选择。

4.2。RNA-Seq分析在不同的组织

RNA-Seq作为一个强大的工具来研究基因表达谱。在这项研究中,RNA-Seq进行分析在菠萝16 SBP基因的表达模式。我们使用RNA-Seq数据的花,叶,根,和六个阶段提供的水果(21)和执行RNA-Seq分析为进一步组织,也就是说,花萼的四个阶段,三个阶段的花瓣,雄蕊的五个阶段,胚珠(图的七个阶段4)。SBP RNA-Seq分析显示,只有一个基因显示低表达在花和叶组织。由两个SBP基因高表达了根,表明SBP基因的重要作用发展的根。在萼片S1和S2的发展阶段,高和温和的表情观察SBP的基因。没有指出具体表达式在花瓣的发展的三个阶段,显示没有SBP基因家族在花瓣形成中的作用。两种SBP基因AcSBP4和AcSBP6高度表达在雄蕊S1阶段,其次是温和的SBP只有一个基因的表达在雄蕊S1和S2阶段在雄蕊S3和S4阶段,只有一个基因是适度表达。这些SBP基因可以用来提高菠萝花繁殖发展。四个SBP的基因,也就是说,AcSBP14,AcSBP1,AcSBP5,AcSBP5显示,高表达在S1和S2的水果发展阶段而没有表达的基因在其他水果发展的四个阶段。这些SBP基因可以用来提高菠萝品种有更多的收益,因为含有菠萝蛋白酶,菠萝水果是非常重要的消化酶。RNA-Seq特异表达基因分析表明,SBP并不在胚珠的发育阶段。因此,可以认为SBP基因家族没有特定的角色发展的胚珠(图4)。上面的发现在某种程度上支持了在胡椒那里一个SBP基因AcSBP02表达在根、叶、绿色水果,成熟的果实,但没有表达在花在胡椒(29日]。我们RNA-Seq通过存在我们证实是准确的。RNA-Seq不同基因在不同组织的表达是通过存在确认;结果与RNA-Seq数据一致。

4.3。SBP基因的响应非生物压力

最近的研究表明,SBP-box基因参与防御机制和信号转导,应对生物和非生物压力。AtSPL14参与程序性细胞死亡,诱导真菌毒素fumonisin B1 (15]。AtSPL基因是coexpressed两TFs, TGA1 WRKY65病原体引起的,可以和调节基因的表达被认为是参与对压力的反应,如pathogenesis-related 1 (PR-1)蛋白,谷胱甘肽s-transferase 6 (GST6) [31日]。

冷应激治疗,只有一个基因高表达在24小时四个基因高表达在48小时的治疗。菠萝对寒冷很敏感,所以这些基因可以进一步用于冷应激抗性品种的开发。菠萝是一种热带水果作物能够生长在高温。结果显示没有具体的表达式和一些例外热应力;只有一个基因是高度调节在24小时当两个基因在48 h高度调节治疗。这些结果表明,SBP基因显示耐高温菠萝,因为它是一个热带和亚热带植物,温度范围从25 - 40°C在夏天。盐度被认为是主要的环境压力,影响农作物的生产力。盐水条件导致作物产量降低,拍摄的长度,根、茎、叶。暴露于盐胁迫后,一个基因AcSBP8显示在24小时,两个基因高表达,也就是说,AcSBP7和AcSBP14,指出高表达在48 h的治疗和级的表达是过高,表明这两个基因响应盐胁迫的关键作用,所以建议这些基因可用于菠萝品种对盐胁迫和发展也可以用于评估其功能基因表达研究。干旱是最重要的与水相关的问题造成的年降水量,地下水位下降速度更快,和足够的水对植物的生长和发展。暴露在干旱胁迫后,只有两个基因,也就是说,AcSBP12和AcSBP15,高度调节在48 h和表达率高,显示这些基因的重要作用,干旱胁迫聚焦这些基因可用于转换过程为工业的发展开发抗旱品种有利于农业社区。虽然cis-DNA-acting菠萝SBP基因启动子的元素进行了测试SBP基因的功能,尤其是对非生物反应,16 cis-DNA表演元素被识别;这些元素都发挥着至关重要的作用在不同的生物和生理现象在植物生长(补充表年代)。

SBP基因家族以前研究胡椒,西瓜,苹果,对生物压力和其他物种,它SBP基因的家庭调查显示生物反应压力。本研究的目的是调查SBP基因家族对非生物胁迫的响应(冷、热、盐和干旱)。本研究这部小说的决心SBP基因家族与非生物压力加上菠萝RNA序列。这些发现表明,SBP基因家族参与响应非生物压力。SBP基因家族的动态响应非生物压力显示在各种生理和压力刺激其至关重要的作用。

5。结论

全面分析SBP基因家族进行了菠萝。总共16 SBP菠萝基因组中基因被确定。此外,这些16 SBP基因分类根据系统发育树,基因结构、保守氨基酸序列,蛋白质图案,高通量测序,RNA-Seq为特定的组织表达谱在不同发展阶段的菠萝基因组。通过中存在RNA-Seq也验证。SBP基因表现为不同的特点,也就是说,分子量,等电点,ORF, intron-exon,氨基酸的数量。同时,这项研究伴随着SBP基因对各种非生物压力的影响(冷、热、盐和干旱),存在表达谱进行了分析。独联体-DNA-acting元素也被发现。这个调查的结果是有用的信息来突出SBP的分子背景基因家族在菠萝。获得的结果是根据我们的期望和相关信息发布SBP基因家族在其他物种的研究,但我们认为SBP基因家族响应非生物压力是一个不同的参数,给出了一个独特的理解SBP基因家族和他们的功能在不同的组织。我们的研究了解的功效SBP基因可以用于基因功能和菠萝作物改良。

缩写

TFs:	转录因子
RNA-Seq:	RNA序列
SBP:	Squamosa结合蛋白
生理盐水:	氯化钠
华:	菠萝。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

作者的贡献

希娜阿里进行实验、数据分析和写作手稿,Yanhui刘和李音译)生物信息学进行援助,赛义德·穆罕默德·阿扎姆和齐亚ur拉赫曼存在,Umair阿里组织数据,和s . v . g . n . Priyadarshani心语黄,Bingyan胡,俊杰熊帮助和观察RNA-Seq分析。秦元研究构想。希娜·阿里Yanhui Liu和赛义德·穆罕默德·阿扎姆co-first作者。

确认

这项工作得到了国家自然科学基金委(U1605212;31522009;31470284;31761130074元秦),福建种质资源创新中心和创新项目的特色园艺农作物种业(KLA15001D)和FAFU国际合作项目。

补充材料

引用

1. 大肠Firoozabady和n . Gutterson“菠萝体外传播具有成本效益的方法,”植物细胞的报道21卷,第850 - 844页,2003年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
2. s . Gangopadhyay b·l·哈丁b . Rajagopalan j·j·卢卡斯和t . j . Fulp”的非参数方法paleohydrologic重建的年度流速及流水量乐团,“水资源研究,45卷,2009年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
3. m . Escalona j·c·洛伦佐b·冈萨雷斯et al .,“菠萝(菠萝comosusl .稳定)微体繁殖在临时浸系统”,植物细胞的报道18卷,第748 - 743页,1999年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
4. h . j . Li侯,李x et al .,“全基因组SBP-box家族基因的识别和分析苹果(苹果属×有Borkh)。,”植物生理学和生物化学卷,70年,第114 - 100页,2013年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
5. j·克莱恩、h . Saedler和p . Huijser”一个新家庭的DNA结合蛋白包括金鱼草的假定的转录监管机构majus植物分生组织身份基因SQUAMOSA”分子& General遗传学,卷250,7 - 16,1996页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
6. 耙吸式挖泥船,s . Hohmann j . Klein k . Nettesheim h . Saedler和p . Huijser”分子的描述拟南芥SBP-box基因。”基因卷,237年,第104 - 91页,1999年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
7. g . h .耙吸式挖泥船s Hohmann k . Nettesheim h . Saedler和p . Huijser”功能的分析拟南芥SBP-box基因SPL3小说:一个基因参与了植物的过渡,“植物杂志》12卷,第377 - 367页,1997年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
8. m . Lannenpaa Janonen, m . Holtta-Vuori m . Gardemeister Porali,和t . Sopanen”,一个新的SBP-box基因BpSPL1在欧洲桦(桦木属翻车机),“Physiologia杆菌卷,120年,第500 - 491页,2004年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
9. b, g .赵毛x, x Liu和r . Jing, a . Li”分子的描述和表达分析小麦squamosa-promoter绑定protein-box基因耳朵发展。”综合植物生物学杂志》上,56个卷,第581 - 571页,2014年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
10. k .谢、c·吴和l .熊”基因组组织,微分表达式,和交互的SQUAMOSA promoter-binding-like转录因子和microRNA156大米,“植物生理学卷,142年,第293 - 280页,2006年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
11. g . s . Chuck c . Tobias l .太阳et al .,“过度的玉米Corngrass1 microRNA防止开花,提高消化率,并增加淀粉含量的柳枝稷,”美国国家科学院院刊》上的美利坚合众国卷,108年,第17555 - 17550页,2011年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
12. m·萨利纳斯s, s . Hohmann, r . Berndtgen和p . Huijser”基因组组织,系统比较和微分表达式SBP-box家族的转录因子的番茄,“足底卷,235年,第1184 - 1171页,2012年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
13. m·h·侯,j . Li高et al .,“基因组组织,系统比较和微分表达式SBP-box家族的基因在葡萄,”《公共科学图书馆•综合》e59358条,卷。8日,2013年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
14. 张x l .窦c彭日成et al .,“基因组组织、微分表达式和SPL基因家族的功能分析在陆地棉,“分子遗传学与基因组学卷,290年,第126 - 115页,2015年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
15. 梁j·m·斯通,x, e . r . Nekl拟南芥和j·j·斯蒂尔。AtSPL14植物的SBP-domain转录因子,参与植物开发和敏感性fumonisin B1,”植物杂志41卷,第754 - 744页,2005年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
16. r . Mittler“非生物压力,现场环境和压力组合,”植物科学的趋势卷。11日,15 - 19,2006页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
17. y Kawahara m . de la巴斯蒂德j·p·汉密尔顿et al .,“改善栽培稻Nipponbare参考使用下一代基因组序列和光学地图数据,”大米》第六卷,p。2013。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
18. k (d·彼得森:彼得森,g . Stecher m . Nei和s . Kumar“MEGA5:分子进化遗传学分析使用最大似然,进化距离,和最大的精简方法,”分子生物学与进化28卷,第2739 - 2731页,2011年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
19. A.-Y。郭,Q.-H。陈竺,x, J.-C。罗,”德牧:基因结构显示服务器”,易栓= Hereditas,29卷,第1026 - 1023页,2007年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
20. h . Cai l .赵王l . et al .,“ERECTA信号控制拟南芥花序架构通过chromatin-mediated激活PRE1表情,“新植物学家卷,214年,第1596 - 1579页,2017年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
21. r, r . VanBuren c . m .围et al .,“菠萝基因组和凸轮光合作用的进化,”自然遗传学47卷,第1442 - 1435页,2015年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
22. c . Chen y, z徐et al .,“菠萝的转录组分析在低温下促进其耐寒性繁殖,”《公共科学图书馆•综合》e0163315条,卷。11日,2016年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
23. m . Lescot p . Dehais g . Thijs et al .,“PlantCARE,数据库的植物cis-acting监管元素和门户工具在计算机启动子序列的分析,“核酸的研究,30卷,第327 - 325页,2002年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
24. k . j . Livak和t . d . Schmittgen相对基因表达数据的分析利用实时定量PCR和2^−ΔΔC_T方法。”方法25卷,第408 - 402页,2001年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
25. h . Kushwaha Gupta,诉k·辛格,s . Rastogi d·亚达夫,“基因组广泛的识别景深转录因子基因家族在高粱及其与水稻和拟南芥,比较系统分析”分子生物学报告,38卷,第5053 - 5037页,2011年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
26. d . Lijavetzky p Carbonero, j . Vicente-Carbajosa“全基因组比较系统发育分析水稻和拟南芥的景深基因家族,”BMC进化生物学2003年,3卷,p。17日。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
27. 美国大炮,a . Mitra a -鲍姆加滕,n . d .年轻,和g”,节段性的角色和串联基因复制大型基因家族的进化拟南芥”,BMC植物生物学卷,4 p。2004。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
28. z苏,l . Wang w·李et al .,“全基因组鉴定生长素响应因子(ARF)基因家族和其组织突出表现在菠萝(菠萝comosus),“热带植物生物学,10卷,2017年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
29. H.-X。张,黄永发。金,Y.-M。他et al .,“全基因组SBP-box家族基因的识别和分析疫霉capsici压力胡椒(甜椒l .)”植物科学前沿,7卷,p。504年,2016年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
30. y, j·w·郭r .吩咐z h .男性,和a . Hasi“全基因组鉴定和系统发育分析SBP-box基因家族的瓜,”遗传学和分子研究13卷,第8806 - 8794页,2014年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
31. y, z,陈x, y . Yang g·陈,“SBP-box基因的功能注释拟南芥基于co-expression网络和启动子的分析,“国际分子科学杂志》上,10卷,第132 - 116页,2009年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索

版权

版权©2017希娜阿里等。这是一个开放分布式下文章知识共享归属许可,它允许无限制的使用、分配和复制在任何媒介,提供最初的工作是正确引用。