Xác định, phân tích đặc tính và đánh giá biểu hiện đặc thù của nhóm gene mã hóa nhân tố phiên mã Platz liên quan đến sinh trưởng và phát triển ở cây sắn (Manihot esculenta)

Chỉ số đề mục

68

Lĩnh vực nghiên cứu

Công nghệ gen; nhân dòng vật nuôi;

Dạng tài liệu

BB

Tác giả

Hoàng Minh Chính, Bùi Thị Thu Hương, Phạm Phương Thu, Lê Thị Ngọc Quỳnh⁽¹⁾, Đồng Huy Giới, Chu Đức Hà1

Nhan đề

Xác định, phân tích đặc tính và đánh giá biểu hiện đặc thù của nhóm gene mã hóa nhân tố phiên mã Platz liên quan đến sinh trưởng và phát triển ở cây sắn (Manihot esculenta)

Nhan đề tiếng anh

Identification, characterization and analysis of expression patterns of genes encoding the Platz transcription factor related to the growth and development in cassava (Manihot esculenta)

Nguồn trích

Khoa học và Công nghệ Lâm nghiệp

Năm xuất bản

2024

Số

1

Trang

3-11

ISSN

1859-3828

Từ khóa

Biểu hiện, Đặc tính, Nhân tố phiên mã, PLATZ, Sắn.

Từ khóa tiếng anh

Cassava, Characteristic, Expression pattern, PLATZ, Transcription factor.

Tóm tắt

Nhân tố phiên mã (transcription factor - TF) giàu AT và mang vùng bảo thủ đặc trưng cánh tay kẽm đặc trưng ở thực vật (plant AT-rich sequences and zinc-binding, PLATZ) là một trong những nhóm protein điều hòa quan trọng liên quan đến quá trình sinh trưởng và phát triển ở cây trồng. Tuy nhiên, thông tin về nhóm TF PLATZ trên cây sắn (Manihot esculenta) vẫn chưa được ghi nhận, mặc dù genome của cây sắn đã được công bố gần đây. Trong nghiên cứu này, nhóm TF PLATZ ở cây sắn đã được xác định, định danh và phân tích bằng cách sử dụng các công cụ tin sinh học. Kết quả đã cho thấy, tổng số 20 thành viên của nhóm TF PLATZ đã được báo cáo trên dữ liệu của cây sắn. Phân tích trình tự protein đầy đủ cho thấy nhóm TF PLATZ ở cây sắn có kích thước từ 182 - 277 gốc amino acid, trọng lượng từ 21,36 - 30,75 kDa. Đa số thành viên trong nhóm TF PLATZ là các protein có tính base và không ổn định trong điều kiện ống nghiệm. Chỉ số độ ưa nước trung bình của các protein đều < 0, chứng tỏ nhóm TF PLATZ ở cây sắn có tính ưa nước. Tiếp theo, phân tích dữ liệu microarray cho thấy các gene mã hóa nhóm TF PLATZ có biểu hiện đa dạng ở các mẫu mô và cơ quan/bộ phận chính trên cây sắn. Tóm lại, kết quả của nghiên cứu này đã cung cấp những thông tin cơ bản về nhóm TF PLATZ ở cây sắn, đồng thời cung cấp một danh sách các gene ứng viên nhằm phân tích chức năng liên quan đến các quá trình sinh lý trong nghiên cứu tiếp theo.

Tóm tắt tiếng anh

Plant AT-rich sequences and zinc-binding (PLATZ) transcription factor (TF) have been regarded as one of the most important regulatory proteins that are related to the growth and development of crop species. Unfortunately, the TF PLATZ in cassava (Manihot esculenta) has not been reported, even though the genome of cassava plants was released recently. In this study, the TF PLATZ in cassava has been comprehensively identified, annotated and characterized by using various bioinformatics tools. As a result, a total of 20 members of the TF PLATZ have been found in the assembly of cassava. Analysis of full-length protein sequences revealed that the TF PLATZ in cassava was varied from 182 - 277 amino acid residues in lengths and 21.36 - 30.75 kDa in masses. The majority of members of the TF PLATZ were basic proteins and unstable in the test tube. The scores of the grand average of hydropathy of all members were < 0, indicating that the TF PLATZ in cassava contained hydrophilic proteins. Next, microarray analysis indicated that genes encoding the TF PLATZ exhibited differential expression levels in various major tissues and organs in cassava plants. Taken together, our results could provide general information on the TF PLATZ in cassava, as well as a list of potential candidate genes for further functional characterization related to the physiological processes.

Kí hiệu kho

TTKHCNQG, CVv 421

File toàn văn

Xem toàn văn

Tài liệu tham khảo

[1] Zhang S., Yang R., Huo Y., Liu S., Yang G., Huang J., Zheng C. & Wu C. (2018), Expression of cotton PLATZ1 in transgenic Arabidopsis reduces sensitivity to osmotic and salt stress for germination and seedling establishment associated with modification of the abscisic acid, gibberellin, and ethylene signalling pathways.,BMC Plant Biology.
[2] Jun S. E., Kim J. H., Hwang Ji. Y., Thien Tu Huynh Le & Kim G. (2020), ORESARA15 acts synergistically with ANGUSTIFOLIA3 and separately from AINTEGUMENTA to promote cell proliferation during leaf growth.,International Journal of Molecular Sciences.
[3] Yamada M., Han X. & Benfey P. N. (2020), RGF1 controls root meristem size through ROS signalling.,Nature.
[4] Dong T., Yin X., Wang H., Lu P., Liu X., Gong C. & Wu Y. (2021), ABA-INDUCED expression 1 is involved in ABA-inhibited primary root elongation via modulating ROS homeostasis in Arabidopsis.,Plant Science.
[5] Awoleye F., van Duren M., Dolezel J. & Novak F. J. (1994), Nuclear DNA content and in vitro induced somatic polyploidization cassava (Manihot esculenta Crantz) breeding.,Euphytica.
[6] Marini F., Linke J. & Binder H. (2020), ideal: an R/Bioconductor package for interactive differential expression analysis.,BMC Bioinformatics.
[7] Gasteiger E., Gattiker A., Hoogland C., Ivanyi I., Appel R. D. & Bairoch A. (2003), ExPASy: The proteomics server for in-depth protein knowledge and analysis.,Nucleic Acids Research.
[8] Nagano Y., Furuhashi H., Inaba T. & Sasaki Y. (2001), A novel class of plant-specific zinc-dependent DNA-binding protein that binds to A/T-rich DNA sequences.,Nucleic Acids Research.
[9] La Viet Hong, Chu Duc Ha, Tran Duy Cuong, Nguyen Huu Kien, Le Thi Ngoc Quynh, Hoang Minh Chinh, Cao Phi Bang, Pham Cong Anh Tuyen, Nguyen Quoc Trung, Nguyen Van Loc, Ha Van Chien, Le Huy Ham, Le Tien Dung & Tran Phan Lam Son. (2022), Insights into the gene and protein structures of the CaSWEET family members in chickpea (Cicer arietinum), and their gene expression patterns in different organs under various stress and abscisic acid treatments.,Gene.
[10] Barrett T., Wilhite S. E., Ledoux P., Evangelista C., Kim I. F., Tomashevsky M., Marshall K. A., Phillippy K. H., Sherman P. M., Holko M., Yefanov A., Lee H., Zhang N., Robertson C. L., Serova N., Davis S. & Soboleva A. (2013), NCBI GEO: archive for functional genomics data sets - Update.,Nucleic Acids Research.
[11] Wilson M. C., Mutka A. M., Hummel A. W., Berry J., Chauhan R. D., Vijayaraghavan A., Taylor N. J., Voytas D. F., Chitwood D. H. & Bart R. S. (2017), Gene expression atlas for the food security crop cassava.,New Phytologist.
[12] Goodstein D. M., Shu S., Howson R., Neupane R., Hayes R. D., Fazo J., Mitros T., Dirks W., Hellsten U., Putnam N. & Rokhsar D. S. (2012), Phytozome: a comparative platform for green plant genomics.,Nucleic Acids Research.
[13] Han X., Rong H., Tian Y., Qu Y., Xu M. & Xu L. (2022), Genome-wide identification of PLATZ transcription factors in Ginkgo biloba L. and their expression characteristics during seed development.,Frontiers in Plant Science.
[14] Sun Y., Liu Y., Liang J., Luo J., Yang F., Feng P., Wang H., Guo B., Ma F. & Zhao T. (2023), Identification of PLATZ genes in Malus and expression characteristics of MdPLATZs in response to drought and ABA stresses.,Frontiers in Plant Science. 13: 1109784.
[15] Li J., Zhao Y., Zhang Y., Ye F., Hou Z., Zhang Y., Hao L., Li G., Shao J. & Tan M. (2023), Genome-wide analysis of MdPLATZ genes and their expression during axillary bud outgrowth in apple (Malus domestica Borkh.).,BMC Genomics.
[16] Azim J. B., Khan F., Hassan L. & Robin A. H. (2020), Genome-wide characterization and expression profiling of plant-specific PLATZ transcription factor family genes in Brassica rapa L.,Plant Breeding and Biotechnology.
[17] Fu Y., Cheng M., Li M., Guo X., Wu Y. & Wang J. (2020), Identification and characterization of PLATZ transcription factors in wheat.,International Journal of Molecular Sciences.
[18] Wang A. & Hou Q. (2019), The PLATZ transcription factor GL6 affects grain length and number in rice.,Plant Physiology.
[19] González-Morales S. I., Chávez-Montes R. A., Hayano-Kanashiro C., Alejo-Jacuinde G., Rico-Cambron T. Y., de Folter S. & Herrera-Estrella L. (2016), Regulatory network analysis reveals novel regulators of seed desiccation tolerance in Arabidopsis thaliana.,Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America.
[20] Kim J. H., Kim J., Jun S. E., Park S., Timilsina R., Kwon D. S., Kim Y., Park S., Hwang J. Y., Nam H. G., Kim G. T. & Woo H. R. (2018), ORESARA15, a PLATZ transcription factor, mediates leaf growth and senescence in Arabidopsis.,New Phytologist.
[21] Wang J., Ji C., Li Q., Zhou Y. & Wu Y. (2018), Genome-wide analysis of the plant-specific PLATZ proteins in maize and identification of their general role in interaction with RNA polymerase III complex.,BMC Plant Biology.
[22] Liu Y., Huang Y., Li Z., Feng M., Ge W., Zhong C. & Xue R. (2023), Genome-wide identification of the TGA genes in common bean (Phaseolus vulgaris) and revealing their functions in response to Fusarium oxysporum f. sp. phaseoli infection.,Frontiers in Genetics.
[23] Nilusha R. A. T., Jayasinghe J., Perera O., Perera P. I. P. & Jayasinghe C. V. L. (2021), Proximate composition, physicochemical, functional, and antioxidant properties of flours from selected cassava (Manihot esculenta Crantz) varieties.,International Journal of Food Science. 6064545.
[24] Chavarriaga-Aguirre P., Brand A., Medina A., Prias M., Escobar R., Martinez J., Diaz P., Lopez C., Roca W. M. & Tohme J. (2016), The potential of using biotechnology to improve cassava: A review.,In Vitro Cellular & Developmental Biology.
[25] De Souza P., Massenburg N., Jaiswal D., Cheng S., Shekar R. & Long, P. (2017), Rooting for cassava: insights into photosynthesis and associated physiology as a route to improve yield potential.,New Phytologist.
[26] Hillocks R. J., Thresh J. M. & Bellotti A. (2002), Cassava: Biology, production and utilization.,CABI Pub., Wallingford, UK; New York.
[27] Olsen M. & Schaal A. (1999), Evidence on the origin of cassava: Phylogeography of Manihot esculenta.,Proceedings of the National Academy of Sciences.
[28] Guira, F., Some K., Kabore D., Sawadogo-Lingani H., Traore Y. & Savadogo A. (2017), Origins, production, and utilization of cassava in Burkina Faso, a contribution of a neglected crop to household food security.,Food Science & Nutrition.