Guychjou provintsiyasida yog'ingarchilikning mavsumiy taqsimlanishi notekis, bahor va yozda ko'proq yog'ingarchilik bo'ladi, lekin kolza ko'chatlari kuz va qishda qurg'oqchilik stressiga moyil bo'lib, hosildorlikka jiddiy ta'sir qiladi. Xantal - asosan Guychjou provinsiyasida yetishtiriladigan maxsus moyli ekin. U kuchli qurg'oqchilikka chidamli va tog'li hududlarda o'stirilishi mumkin. Bu qurg'oqchilikka chidamli genlarning boy resursidir. Qurg'oqchilikka chidamli genlarning kashf etilishi xantal navlarini yaxshilash uchun muhim ahamiyatga ega. va germplazma resurslarida innovatsiyalar. GRF oilasi o'simliklarning o'sishi va rivojlanishida va qurg'oqchilik stressiga javob berishda muhim rol o'ynaydi. Hozirgi vaqtda Arabidopsis 2, sholi (Oryza sativa) 12, kolza 13, paxta (Gossypium hirsutum) 14, bug'doy (Triticum) da GRF genlari topilgan. aestivum)15, marvarid tariq (Setaria italica)16 va Brassica17, ammo xantalda aniqlangan GRF genlari haqida xabarlar yo'q. Ushbu tadqiqotda xantalning GRF oilasi genlari genom darajasida aniqlandi va ularning fizik-kimyoviy xususiyatlari, evolyutsion munosabatlari, gomologiyasi, saqlanib qolgan motivlari, gen tuzilishi, genlarning takrorlanishi, cis-elementlari va ko'chat bosqichi (to'rt bargli bosqich) tahlil qilindi. BjGRF genlarining qurg'oqchilikka javob berishdagi potentsial funktsiyasi bo'yicha keyingi tadqiqotlar uchun ilmiy asos yaratish va qurg'oqchilikka chidamli xantalni ko'paytirish uchun nomzod genlarni ta'minlash uchun qurg'oqchilik stressi ostidagi ifoda naqshlari har tomonlama tahlil qilindi.
Ikki HMMER qidiruvi yordamida Brassica juncea genomida o'ttiz to'rtta BjGRF genlari aniqlandi, ularning barchasi QLQ va WRC domenlarini o'z ichiga oladi. Aniqlangan BjGRF genlarining CDS ketma-ketligi S1 qo'shimcha jadvalida keltirilgan. BjGRF01-BjGRF34 xromosomadagi joylashuviga qarab nomlanadi. Bu oilaning fizik-kimyoviy xossalari shuni ko'rsatadiki, aminokislota uzunligi juda o'zgaruvchan bo'lib, 261 aa (BjGRF19) dan 905 aa (BjGRF28) gacha. BjGRF ning izoelektrik nuqtasi 6,19 (BjGRF02) dan 9,35 (BjGRF03) gacha, o'rtacha 8,33 va BjGRF ning 88,24% asosiy oqsildir. BjGRF ning taxminiy molekulyar og'irligi diapazoni 29,82 kDa (BjGRF19) dan 102,90 kDa (BjGRF28) gacha; BjGRF oqsillarining beqarorlik indeksi 51,13 (BjGRF08) dan 78,24 (BjGRF19) gacha, barchasi 40 dan katta, bu yog 'kislotalari indeksi 43,65 (BjGRF01) dan 78,78 (BjGRF22) gacha (o'rtacha gidrofillik) oralig'ida ekanligini ko'rsatadi. -1,07 (BjGRF31) dan -0,45 (BjGRF22) gacha bo'lgan barcha hidrofilik BjGRF oqsillari salbiy GRAVY qiymatlariga ega, bu qoldiqlardan kelib chiqqan hidrofobiklikning yo'qligi bilan bog'liq bo'lishi mumkin. Hujayra osti lokalizatsiyasi prognozi shuni ko'rsatdiki, 31 ta BjGRF kodlangan oqsillar yadroda, BjGRF04 peroksisomalarda, BjGRF25 sitoplazmada va BjGRF28 xloroplastlarda lokalizatsiya qilinishi mumkin (1-jadval), bu BjGRF yadrosida muhim rol o'ynashi mumkinligini ko'rsatdi. transkripsiya omili.
Turli turlardagi GRF oilalarining filogenetik tahlili gen funktsiyalarini o'rganishga yordam beradi. Shuning uchun 35 ta kolza, 16 ta sholg'om, 12 ta guruch, 10 ta tariq va 9 ta Arabidopsis GRF ning to'liq uzunlikdagi aminokislotalar ketma-ketligi yuklab olindi va 34 ta aniqlangan BjGRF genlari asosida filogenetik daraxt tuzildi (1-rasm). Uchta kichik oila a'zolarining turli sonlarini o'z ichiga oladi; 116 ta GRF TF uchta turli kichik oilaga (A~C guruhlari) bo'lingan bo'lib, ular mos ravishda 59 (50,86%), 34 (29,31%) va 23 (19,83)% GRFlarni o'z ichiga oladi. Ularning orasida 34 ta BjGRF oilasi a'zolari 3 ta kichik oilaga tarqalgan: A guruhida 13 a'zo (38,24%), B guruhida 12 a'zo (35,29%) va C guruhida 9 a'zo (26,47%). Xantal poliploidizatsiyasi jarayonida turli subfamiliyalardagi BjGRFs genlarining soni har xil bo'lib, genlarning kuchayishi va yo'qolishi sodir bo'lishi mumkin. Shuni ta'kidlash kerakki, S guruhida guruch va tariq GRF ning taqsimoti yo'q, B guruhida 2 guruch GRF va 1 ta tariq GRF mavjud bo'lib, sholi va tariq GRF ning ko'pchiligi bir tarmoqqa to'plangan, bu BjGRF ning dikotlar bilan chambarchas bog'liqligini ko'rsatadi. Ularning orasida Arabidopsis thalianadagi GRF funktsiyasi bo'yicha eng chuqur tadqiqotlar BjGRFlarning funktsional tadqiqotlari uchun asos bo'lib xizmat qiladi.
Xantalning filogenetik daraxti, shu jumladan Brassica napus, Brassica napus, guruch, tariq va Arabidopsis thaliana GRF oilasi a'zolari.
Xantal GRF oilasida takrorlanuvchi genlarni tahlil qilish. Orqa fondagi kulrang chiziq xantal genomidagi sinxronlashtirilgan blokni, qizil chiziq BjGRF genining bir juft segmentli takrorlanishini ifodalaydi;
To'rtinchi barg bosqichida qurg'oqchilik stressi ostida BjGRF genining ifodasi. qRT-PCR ma'lumotlari S5 qo'shimcha jadvalida keltirilgan. Ma'lumotlardagi sezilarli farqlar kichik harflar bilan ko'rsatilgan.
Global iqlim o'zgarishi davom etar ekan, ekinlarning qurg'oqchilik stressiga qanday dosh berishini o'rganish va ularning bardoshlik mexanizmlarini yaxshilash dolzarb tadqiqot mavzusiga aylandi18. Qurg'oqchilikdan keyin o'simliklarning morfologik tuzilishi, gen ekspressiyasi va metabolik jarayonlari o'zgaradi, bu esa fotosintezning to'xtashiga va metabolizmning buzilishiga olib kelishi mumkin, bu esa ekinlarning hosildorligi va sifatiga ta'sir qiladi19,20,21. O'simliklar qurg'oqchilik signallarini sezganda, ular Ca2 + va fosfatidilinositol kabi ikkinchi xabarchilarni ishlab chiqaradi, hujayra ichidagi kaltsiy ionlari kontsentratsiyasini oshiradi va oqsil fosforlanish yo'lining tartibga soluvchi tarmog'ini faollashtiradi22,23. Yakuniy maqsadli oqsil to'g'ridan-to'g'ri hujayra himoyasida ishtirok etadi yoki TFlar orqali tegishli stress genlarining ifodasini tartibga soladi, bu o'simlikning stressga chidamliligini oshiradi24,25. Shunday qilib, TF qurg'oqchilik stressiga javob berishda hal qiluvchi rol o'ynaydi. Qurg'oqchilik stressiga javob beruvchi TFlarning ketma-ketligi va DNK bilan bog'lanish xususiyatlariga ko'ra, TFlarni GRF, ERF, MYB, WRKY va boshqa oilalarga bo'lish mumkin26.
GRF genlar oilasi o'simlikka xos TF turi bo'lib, o'sish, rivojlanish, signal uzatish va o'simliklarning himoya reaktsiyalari kabi turli jihatlarda muhim rol o'ynaydi27. Birinchi GRF geni O. sativa28 da aniqlangandan beri koʻplab turlarda koʻproq va koʻproq GRF genlari aniqlangan va ular oʻsimliklarning oʻsishi, rivojlanishi va stressga taʼsir qilishi koʻrsatilgan8, 29, 30,31,32. Brassica juncea genom ketma-ketligi nashr etilishi bilan BjGRF genlar oilasini aniqlash mumkin bo'ldi33. Ushbu tadqiqotda butun xantal genomida 34 ta BjGRF geni aniqlandi va ularning xromosoma holatiga qarab BjGRF01-BjGRF34 deb nomlandi. Ularning barchasida yuqori darajada saqlangan QLQ va WRC domenlari mavjud. Fizik-kimyoviy xususiyatlarning tahlili shuni ko'rsatdiki, BjGRF oqsillarining (BjGRF28 bundan mustasno) aminokislotalar soni va molekulyar og'irliklaridagi farqlar muhim emas, bu BjGRF oila a'zolarining o'xshash funktsiyalarga ega bo'lishi mumkinligini ko'rsatadi. Gen strukturasini tahlil qilish shuni ko'rsatdiki, BjGRF genlarining 64,7% 4 ta ekzonni o'z ichiga oladi, bu BjGRF gen tuzilishi evolyutsiyada nisbatan saqlanib qolganligini ko'rsatadi, lekin BjGRF10, BjGRF16, BjGRP28 va BjGRF29 genlarida ekzonlar soni ko'proq. Tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, ekzonlar yoki intronlarning qo'shilishi yoki yo'q qilinishi gen tuzilishi va funktsiyasidagi farqlarga olib kelishi va shu bilan yangi genlarni yaratishi mumkin34,35,36. Shuning uchun biz BjGRF introni evolyutsiya jarayonida yo'qolgan deb taxmin qilamiz, bu gen funktsiyasi o'zgarishiga olib kelishi mumkin. Mavjud tadqiqotlarga muvofiq, biz intronlar soni gen ekspressiyasi bilan bog'liqligini ham aniqladik. Gendagi intronlar soni ko'p bo'lsa, gen turli xil noqulay omillarga tezda javob bera oladi.
Genlarning duplikatsiyasi genomik va genetik evolyutsiyaning asosiy omilidir37. Tegishli tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, genlarning ko'payishi nafaqat GRF genlari sonini ko'paytiradi, balki o'simliklarning turli xil noqulay ekologik sharoitlarga moslashishiga yordam beradigan yangi genlarni yaratish vositasi bo'lib xizmat qiladi38. Ushbu tadqiqotda jami 48 ta dublikat gen juftlari topildi, ularning barchasi segmental duplikatsiyalar bo'lib, segmental duplikatsiyalar ushbu oiladagi genlar sonini ko'paytirishning asosiy mexanizmi ekanligini ko'rsatadi. Adabiyotda segmental ko'payish Arabidopsis va qulupnayda GRF genlari oilasi a'zolarining kuchayishiga samarali yordam berishi mumkinligi haqida xabar berilgan va bu genlar oilasining tandem duplikatsiyasi hech bir turda topilmagan27,39. Ushbu tadqiqot natijalari Arabidopsis thaliana va qulupnay oilalari bo'yicha mavjud tadqiqotlarga mos keladi, bu GRF oilasi genlar sonini ko'paytirishi va turli o'simliklarda segmental ko'payish orqali yangi genlarni yaratishi mumkinligini ko'rsatadi.
Ushbu tadqiqotda xantalda jami 34 ta BjGRF genlari aniqlandi, ular 3 ta kichik oilaga bo'lingan. Bu genlar o'xshash saqlanib qolgan motivlar va gen tuzilmalarini ko'rsatdi. Kollinearlik tahlili xantalda 48 juft segment dublikatsiyasini aniqladi. BjGRF promouter mintaqasida yorug'lik reaktsiyasi, gormonal reaktsiya, atrof-muhitning stressga javobi, o'sish va rivojlanish bilan bog'liq bo'lgan cis-ta'sir qiluvchi elementlar mavjud. 34 BjGRF genining ifodasi xantal ko'chatlari bosqichida (ildiz, poya, barglar) va qurg'oqchilik sharoitida 10 ta BjGRF genining ekspressiyasi aniqlandi. Qurg'oqchilik stressi ostida BjGRF genlarining ifoda naqshlari o'xshashligi va o'xshash bo'lishi mumkinligi aniqlandi. qurg'oqchilikda ishtirok etish Majburiy tartibga solish. BjGRF03 va BjGRF32 genlari qurg'oqchilik stressida ijobiy tartibga soluvchi rol o'ynashi mumkin, BjGRF06 va BjGRF23 esa miR396 maqsadli genlari sifatida qurg'oqchilik stressida rol o'ynaydi. Umuman olganda, bizning tadqiqotimiz Brassicaceae o'simliklarida BjGRF gen funktsiyasini kelajakda kashf qilish uchun biologik asos yaratadi.
Ushbu tajribada ishlatiladigan xantal urug'lari Guychjou qishloq xo'jaligi fanlari akademiyasining Guizhou yog'li urug'lik tadqiqot instituti tomonidan taqdim etilgan. Butun urug'larni tanlang va ularni tuproqqa eking (substrat: tuproq = 3: 1) va to'rt bargli bosqichdan keyin ildizlarni, poyalarni va barglarni yig'ing. O'simliklar qurg'oqchilikni taqlid qilish uchun 20% PEG 6000 bilan ishlov berilgan va barglar 0, 3, 6, 12 va 24 soatdan keyin yig'ilgan. Barcha o'simlik namunalari zudlik bilan suyuq azotda muzlatilgan va keyingi sinov uchun -80 ° C muzlatgichda saqlanadi.
Ushbu tadqiqot davomida olingan yoki tahlil qilingan barcha ma'lumotlar nashr etilgan maqola va qo'shimcha ma'lumotlar fayllariga kiritilgan.
Xabar vaqti: 22-yanvar-2025