BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
HỆ THỐNG THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

Lọc theo danh mục
  • Năm xuất bản
    Xem thêm
  • Lĩnh vực
liên kết website
Lượt truy cập
 Lượt truy cập :  22,403,716
  • Công bố khoa học và công nghệ Việt Nam

Cây công nghiệp và cây thuốc

Nguyễn Hữu Kiên(1), Tạ Thị Diệu Linh, Chu Đức Hà, Nguyễn Hà My, La Việt Hồng, Lê Thị Ngọc Quỳnh(2), Nguyễn Quỳnh Anh, Bùi Thị Thu Hương, Đồng Huy Giới

Đánh giá mức độ biểu hiện gen và xây dựng mô hình cấu trúc không gian của protein giàu methionine ở cây sắn bằng công cụ tin sinh học

Analysis of abiotic stress responses and 3D models of Methionine-rich proteins in cassava by bioinformatics approach

Khoa học và Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam

2022

CD

66 - 73

1859 - 1558

Protein giàu methionine, Cây sắn, Biểu hiện, Stress phi sinh học, Tin sinh học

Methionine-rich protein, Cassava, Expression profiles, Abiotic stress, Bioinformatics

Thực vật cần điều kiện môi trường tối ưu để sinh trưởng và phát triển nên cũng là nhóm bị chịu ảnh hưởng nhiều nhất bởi các stress phi sinh học, như nóng, lạnh, mặn, hạn hán và lũ lụt. Trong đó, các protein giàu methionine (MRP) là một trong những phân tử dễ bị ảnh hưởng bởi những stress phi sinh học này. Ở nghiên cứu này, các gen mã hóa 52 MRP chưa rõ chức năng trên đối tượng cây sắn (Mahibot esculenta), giống mô hình KU50 có mức độ biểu hiện khác nhau ở các dữ liệu RNA-Seq trong điều kiện xử lý mặn, hạn, thiếu hụt dinh dưỡng và xử lý polyethylene glycol 6000. Kết quả đã xác định được tổng số 28 gen mã hóa MRP chưa rõ chức năng nhưng có mức độ biểu hiện đáp ứng trong ít nhất một điều kiện xử lý bất lợi (|fold-change| ≥ 2). Manes.18G048000 được xác định là gen đáp ứng trong tất cả các điều kiện stress phi sinh học, trong khi Manes.10G129200 và Manes.S070600 là hai gen có đáp ứng tăng (41,3-lần) và giảm mạnh nhất (-82,3-lần) ở lá khi xử lý hạn. Phân tích cho thấy rất nhiều các yếu tố điều hòa cis- cảm ứng hormone, đặc biệt là yếu tố đáp ứng abscisic acid, jasmonic acid và ethylene, đã được tìm thấy trên vùng promoter của 28 gen đáp ứng bất lợi. Xây dựng mô hình 3D cho thấy các MRP chủ yếu được cấu tạo từ các dạng xoắn alpha kết hợp với nếp gấp beta. Kết quả của nghiên cứu này đã cung cấp những dẫn liệu quan trọng nhằm đề xuất ra các gen ứng viên cho phân tích chức năng gen liên quan đến chống chịu stress phi sinh học ở cây sắn.
 

Plants need optimal environmental conditions to grow and develop, so they are also the group most affected by abiotic stresses, such as heat, cold, salinity, drought and floods. Among them, Met-rich protein (MRP) has been known as one of the major macromolecules that are dramatically affected by abiotic stresses. In this study, 52 genes encoding unc-haracterized MRPs in cassava (Manihot esculenta) cultivar ‘KU50’ exhibited different expression patterns in various RNA-Seq datasets, like saline stress, drought, nutrient deficiency, and polyethylene glycol 6000 treatment. The results identified a total of 28 genes encoding MRP of unknown function but responsive expression under at least one stress condition (|fold-change| ≥ 2). Interestingly, Manes.18G048000 was noted as an abiotic-stresses- responsive gene, while Manes.10G129200 and Manes.S070600 were strongly induced (by 41.3-fold) and reduced (by -82.3-fold) in leaf tissues under drought conditions. The analysis revealed that various hormone-related cis- regulatory elements, like abscisic acid-, jasmonic acid- and ethylene-responsive elements, were highly accumulated in the promoter regions of 28 stress-responsive genes. The 3D modeling showed that MRPs are mostly constructed by the α- helix and the β- pleated sheet. Taken together, our study could provide a comprehensive foundation for further functional c-haracterization of stress-responsive genes.
 

TTKHCNQG, CVv 490

Xem toàn văn
  • [1] Utsumi; Y.; Utsumi; C.; Tanaka; M.; Ha; V.T.; Matsui; A.; Takahashi; S.; Seki, M. (2017), Formation of friable embryogenic callus in cassava is enhanced under conditions of reduced nitrate, potassium and phosphate.,PLoS One, 12(8): e0180736.
  • [2] Ray; D.K.; West; P.C.; Clark; M.; Gerber; J.S.; Prishchepov; A.V.; Chatterjee; S. (2019), Climate change has likely already affected global food production.,PloS One, 14 (5): e0217148.
  • [3] Onsaya; P.; Minoru; U.; Misao; I.; Yukari; K.; Yoshinori; U.; Akihiro; M.; Maho; T.; Chikako; U.; Hitoshi S.; Minoru; Y.; Jarunya; N.; Motoaki S. (2017), The histone deacetylase inhibitor suberoylanilide hydroxamic acid alleviates salinity stress in cassava.,Front Plant Sci, 7(2039): 1-16.
  • [4] Liao; Y.; Smyth; G.K.; Shi; W. (2019), The R package Rsubread is easier, faster, cheaper and better for alignment and quantification of RNA sequencing reads.,Nucleic Acids Res, 47 (8): e47-e47.
  • [5] Kelley; L.; Mezulis; S.; Yates; C.; Wass; M.; Sternberg; M. (2015), The Phyre2 web portal for protein modeling, prediction and analysis.,Nat. Proctoc., 10 (6): 845-858.
  • [6] Huang; H.; Ullah; F.; Zhou; D.X.; Yi; M.; Zhao; Y. (2019), Mechanisms of ROS regulation of plant development and stress responses.,Front Plant Sci., 10: 800.
  • [7] Hall; T.A. (1999), BioEdit: A user-friendly biological sequence alignment editor and analysis program for Windows 95/98/NT.,Nucleic Acids Symp Ser, 41: 95-98.
  • [8] Goodstein; D.M.; Shu; S.; Howson; R. (2012), Phytozome: A comparative platform for green plant genomics.,Nucleic Acids Res., 40 (Database issue): D1178-D1186.
  • [9] Ding; Z.; Fu; L.; Yan; Y.; Tie; W.; Xia; Z.; Wenquan; W.; Ming P.; Wei; H.; Jiaming Z. (2017), Genome-wide c-haracterization and expression profiling of HD-Zip gene family related to abiotic stress in cassava.,PLoS One, 12(3): e0173043.
  • [10] Cuong; D.T.; Ha; D.C.; Kien; H.N.; Yasuko; W.; Hong; V.L.; Khanh; D.T.; Lam Son; P.T. (2018), Genome- wide identification of the TCP transcription factor family in chickpea (Cicer arietinum L.) and their transcriptional responses to dehydration and exogenous abscisic acid treatments.,J Plant Growth Reg, 37: 1286-1299.
  • [11] Chu; H.D.; Nguyen; K.H.; Watanabe; Y.; Le; D.T.; Pham; L.T.; Mochida; K.; Tran; L.P. (2018), Identification, structural c-haracterization and gene expression analysis of members of the Nuclear factor-Y family in chickpea (Cicer arietinum L.) under dehydration and abscisic acid treatments.,Int. J. Mol. Sci., 19 (11): 3290.
  • [12] Chu Đức Hà; Nguyễn Hà My; Nguyễn Chí Thanh; Phạm Thị Dung; Nguyễn Quốc Trung; Phạm Phương Thu; Lê Thị Ngọc Quỳnh; Hà Thị Quyến; Lê Thị Hiên; La Việt Hồng (2021), Phân tích dữ liệu của protein giàu Methionine thông qua sàng lọc hệ protein của sắn.,Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam, 5(126): 28-33.
  • [13] Chu Đức Hà; La Việt Hồng; Lê Hoàng Thu Phương; Lê Thị Thảo; Hoàng Thị Thao; Phạm Thị Lý Thu (2018), Nghiên cứu cấu trúc của gen mã hóa Nuclear factor-YB ở sắn liên quan đến tính chống chịu điều kiện bất lợi.,Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam, 5 (90): 5-9.