Ang pana-panahon nga pag-apud-apod sa ulan sa Lalawigan sa Guizhou dili patas, nga adunay mas daghang ulan sa tingpamulak ug ting-init, apan ang mga seedling sa rapeseed daling maapektuhan sa huwaw nga stress sa tingdagdag ug tingtugnaw, nga seryoso nga makaapekto sa abot. Ang mustasa usa ka espesyal nga tanom nga liso sa lana nga kasagarang gipatubo sa Lalawigan sa Guizhou. Kini adunay lig-on nga pag-agwanta sa hulaw ug mahimong itanom sa bukirong mga dapit. Kini usa ka dato nga kapanguhaan sa mga gene nga makasugakod sa hulaw. Ang pagkadiskobre sa mga gene nga makasugakod sa hulaw hinungdanon kaayo alang sa pagpauswag sa mga klase sa mustasa. ug kabag-ohan sa mga kapanguhaan sa germplasm. Ang pamilyang GRF adunay mahinungdanong papel sa pagtubo ug paglambo sa tanom ug sa pagtubag sa kapit-os sa hulaw. Sa pagkakaron, ang GRF genes nakit-an sa Arabidopsis 2, bugas (Oryza sativa) 12, rapeseed 13, gapas (Gossypium hirsutum) 14, trigo (Triticum). aestivum)15, pearl millet (Setaria italica)16 ug Brassica17, apan walay mga taho sa GRF nga mga gene nga nakita sa mustasa. Niini nga pagtuon, ang GRF family genes of mustard giila sa genome-wide level ug ang ilang pisikal ug kemikal nga mga kinaiya, ebolusyonaryong relasyon, homology, gitipigan nga mga motif, gene structure, gene duplications, cis-element ug seedling stage (upat ka dahon stage) gisusi. Ang mga pattern sa ekspresyon ubos sa kapit-os sa hulaw komprehensibo nga gisusi aron makahatag ug siyentipikong basehanan para sa dugang nga mga pagtuon sa potensyal nga gimbuhaton sa BjGRF nga mga gene sa pagtubag sa hulaw ug sa paghatag og mga kandidato nga gene alang sa pagpasanay sa drought-tolerant nga mustasa.
Katloan ug upat ka BjGRF nga mga gene ang giila sa Brassica juncea genome gamit ang duha ka HMMER nga pagpangita, nga ang tanan adunay sulod nga QLQ ug WRC nga mga domain. Ang mga han-ay sa CDS sa giila nga BjGRF nga mga gene gipresentar sa Supplementary Table S1. Ang BjGRF01–BjGRF34 ginganlan base sa ilang nahimutangan sa chromosome. Ang physicochemical nga mga kabtangan niini nga pamilya nagpakita nga ang amino acid gitas-on mao ang kaayo variable, gikan sa 261 aa (BjGRF19) ngadto sa 905 aa (BjGRF28). Ang isoelectric nga punto sa BjGRF naglangkob gikan sa 6.19 (BjGRF02) ngadto sa 9.35 (BjGRF03) nga adunay aberids nga 8.33, ug 88.24% sa BjGRF usa ka batakang protina. Ang gitagna nga molecular weight range sa BjGRF kay gikan sa 29.82 kDa (BjGRF19) ngadto sa 102.90 kDa (BjGRF28); ang instability index sa BjGRF proteins gikan sa 51.13 (BjGRF08) ngadto sa 78.24 (BjGRF19), ang tanan mas dako pa kay sa 40, nga nagpakita nga ang fatty acid index gikan sa 43.65 (BjGRF01) ngadto sa 78.78 (BjGRF22), ang average nga hydrophilicity. (BjGRF31) ngadto sa -0.45 (BjGRF22), ang tanang hydrophilic BjGRF nga mga protina adunay negatibo nga GRAVY values, nga mahimong tungod sa kakulang sa hydrophobicity tungod sa mga residues. Ang pagtagna sa subcellular localization nagpakita nga ang 31 BjGRF nga naka-encode nga mga protina mahimong ma-localize sa nucleus, ang BjGRF04 mahimong ma-localize sa peroxisomes, BjGRF25 mahimong ma-localize sa cytoplasm, ug ang BjGRF28 mahimong ma-localize sa chloroplasts (Table 1), nga nagpakita nga ang BjGRFs mahimo nga usa ka importante nga papel sa nucleus ug regulatory.
Ang pagtuki sa phylogenetic sa mga pamilya sa GRF sa lain-laing mga espisye makatabang sa pagtuon sa mga gimbuhaton sa gene. Busa, ang full-length nga amino acid sequences sa 35 rapeseed, 16 turnip, 12 rice, 10 millet ug 9 Arabidopsis GRFs gi-download ug usa ka phylogenetic tree ang natukod base sa 34 ka giila nga BjGRF genes (Fig. 1). Ang tulo ka subfamilies adunay lain-laing gidaghanon sa mga miyembro; 116 GRF TFs gibahin ngadto sa tulo ka lain-laing mga subfamilies (grupo A~C), naglangkob sa 59 (50.86%), 34 (29.31%) ug 23 (19.83)% sa GRFs, sa tinagsa. Lakip niini, 34 ka sakop sa pamilya sa BjGRF ang nagkatag sa 3 ka subfamilies: 13 ka miyembro sa grupo A (38.24%), 12 ka miyembro sa grupo B (35.29%) ug 9 ka miyembro sa grupo C (26.47%). Sa proseso sa mustard polyploidization, ang gidaghanon sa mga BjGRFs nga mga gene sa lain-laing mga subfamilies lahi, ug gene amplification ug pagkawala mahimong nahitabo. Angay nga matikdan nga walay distribusyon sa bugas ug millet GRFs sa grupo C, samtang adunay 2 rice GRFs ug 1 millet GRF sa grupo B, ug kadaghanan sa rice ug millet GRFs gi-grupo sa usa ka sanga, nagpakita nga ang BjGRFs suod nga relasyon sa mga dicot. Taliwala kanila, ang labing lawom nga mga pagtuon sa GRF function sa Arabidopsis thaliana naghatag usa ka sukaranan alang sa functional nga mga pagtuon sa BjGRFs.
Phylogenetic nga kahoy sa mustasa lakip ang Brassica napus, Brassica napus, bugas, millet ug mga miyembro sa Arabidopsis thaliana GRF nga pamilya.
Pag-analisar sa nagbalikbalik nga mga gene sa mustard GRF nga pamilya. Ang gray nga linya sa background nagrepresentar sa usa ka synchronized block sa mustard genome, ang pula nga linya nagrepresentar sa usa ka parisan sa gibahin nga pagbalik-balik sa BjGRF gene;
BjGRF gene expression ubos sa huwaw nga stress sa ikaupat nga yugto sa dahon. Ang datos sa qRT-PCR gipakita sa Supplementary Table S5. Ang dagkong mga kalainan sa datos gipakita sa gagmay nga mga letra.
Samtang padayon nga nagbag-o ang klima sa kalibutan, ang pagtuon kung giunsa pagsagubang sa mga tanum ang kapit-os sa hulaw ug pagpauswag sa ilang mga mekanismo sa pagtugot nahimo nga usa ka mainit nga hilisgutan sa panukiduki18. Human sa hulaw, ang morphological structure, gene expression ug metabolic process sa mga tanom mausab, nga mahimong mosangpot sa paghunong sa photosynthesis ug metabolic disturbance, nga makaapekto sa abot ug kalidad sa mga tanom19,20,21. Sa diha nga ang mga tanum makamatikod sa mga signal sa hulaw, sila makahimo og ikaduhang mga mensahero sama sa Ca2+ ug phosphatidylinositol, mopataas sa intracellular calcium ion concentration ug mag-activate sa regulatory network sa protein phosphorylation pathway22,23. Ang katapusan nga target nga protina direktang nalangkit sa cellular defense o nag-regulate sa pagpahayag sa mga may kalabutan nga stress genes pinaagi sa TFs, pagpauswag sa pagtugot sa tanum sa stress24,25. Sa ingon, ang mga TF adunay hinungdanon nga papel sa pagtubag sa tensiyon sa hulaw. Sumala sa sequence ug DNA binding properties sa drought stress responsive TFs, TFs mahimong bahinon ngadto sa lain-laing mga pamilya, sama sa GRF, ERF, MYB, WRKY ug uban pang mga pamilya26.
Ang pamilya sa gene sa GRF kay usa ka matang sa TF nga espesipiko sa tanom nga adunay importanteng papel sa nagkalain-laing aspeto sama sa pagtubo, paglambo, signal transduction ug mga tubag sa depensa sa tanom27. Sukad nga ang unang GRF gene giila sa O. sativa28, nagkadaghan ang GRF nga mga gene nga giila sa daghang mga espisye ug gipakita nga makaapekto sa pagtubo sa tanum, paglambo ug pagtubag sa stress8, 29, 30,31,32. Sa pagpatik sa Brassica juncea genome sequence, ang pag-ila sa BjGRF gene family nahimong posible33. Niini nga pagtuon, 34 ka BjGRF genes ang giila sa tibuok mustard genome ug ginganlan og BjGRF01-BjGRF34 base sa ilang chromosomal position. Ang tanan niini adunay gikonserbar nga mga domain sa QLQ ug WRC. Ang pag-analisa sa physicochemical nga mga kabtangan nagpakita nga ang mga kalainan sa mga numero sa amino acid ug molekular nga gibug-aton sa mga protina sa BjGRF (gawas sa BjGRF28) dili mahinungdanon, nga nagpakita nga ang mga sakop sa pamilyang BjGRF mahimong adunay susama nga mga gimbuhaton. Ang pag-analisar sa istruktura sa gene nagpakita nga ang 64.7% sa mga gene sa BjGRF adunay 4 nga mga exon, nga nagpakita nga ang istruktura sa gene sa BjGRF medyo gitipigan sa ebolusyon, apan ang gidaghanon sa mga exon sa mga gene nga BjGRF10, BjGRF16, BjGRP28 ug BjGRF29 mas dako. Gipakita sa mga pagtuon nga ang pagdugang o pagtangtang sa mga exon o intron mahimong hinungdan sa mga kalainan sa istruktura ug function sa gene, sa ingon nagmugna og bag-ong mga gene34,35,36. Busa, kami nangagpas nga ang intron sa BjGRF nawala sa panahon sa ebolusyon, nga mahimong hinungdan sa mga pagbag-o sa function sa gene. Nahiuyon sa kasamtangan nga mga pagtuon, nakita usab namo nga ang gidaghanon sa mga intron nalangkit sa ekspresyon sa gene. Kung ang gidaghanon sa mga intron sa usa ka gene dako, ang gene dali nga makatubag sa lainlaing dili maayo nga mga hinungdan.
Ang pagdoble sa gene usa ka dakong hinungdan sa genomic ug genetic evolution37. Gipakita sa mga may kalabotan nga pagtuon nga ang pagdoble sa gene dili lamang nagpadugang sa gidaghanon sa mga gene sa GRF, apan nagsilbi usab nga paagi sa pagmugna og bag-ong mga gene aron matabangan ang mga tanum nga mohaum sa lainlaing dili maayo nga kahimtang sa kinaiyahan38. Usa ka kinatibuk-an nga 48 ka duplicate nga mga pares sa gene ang nakit-an sa kini nga pagtuon, ang tanan niini mga segmental nga duplikasyon, nga nagpakita nga ang segmental nga mga duplikasyon mao ang nag-unang mekanismo sa pagdugang sa gidaghanon sa mga gene niini nga pamilya. Gi-report sa literatura nga ang pagdoble sa segmental epektibo nga makapauswag sa pagpadako sa mga miyembro sa pamilya sa gene sa GRF sa Arabidopsis ug strawberry, ug walay tandem nga pagdoble sa kini nga pamilya sa gene nga nakit-an sa bisan unsang mga espisye27,39. Ang mga resulta niini nga pagtuon nahiuyon sa kasamtangan nga mga pagtuon sa Arabidopsis thaliana ug strawberry nga mga pamilya, nga nagsugyot nga ang GRF nga pamilya makadugang sa gidaghanon sa mga gene ug makamugna og bag-ong mga gene pinaagi sa segmental duplication sa lain-laing mga tanom.
Niini nga pagtuon, usa ka kinatibuk-an nga 34 ka BjGRF nga mga gene ang giila sa mustasa, nga gibahin ngadto sa 3 ka subfamilies. Kini nga mga gene nagpakita sa parehas nga gitipigan nga mga motibo ug mga istruktura sa gene. Ang pag-analisa sa collinearity nagpadayag sa 48 nga mga parisan sa mga duplikasyon sa bahin sa mustasa. Ang rehiyon sa promoter sa BjGRF naglangkob sa mga elemento sa cis-acting nga may kalabutan sa kahayag nga tubag, tubag sa hormonal, tubag sa stress sa kinaiyahan, ug pagtubo ug paglambo. Ang pagpahayag sa 34 ka BjGRF genes namatikdan sa yugto sa mustard seedling (mga gamot, punoan, dahon), ug ang pattern sa ekspresyon sa 10 ka BjGRF nga mga gene ubos sa huwaw nga kondisyon. Nakaplagan nga ang mga pattern sa ekspresyon sa BjGRF genes ubos sa drought stress parehas ug mahimong susama. pag-apil sa hulaw Pagpugos sa regulasyon. Ang BjGRF03 ug BjGRF32 nga mga gene mahimong magdula og positibo nga mga papel sa regulasyon sa kapit-os sa hulaw, samtang ang BjGRF06 ug BjGRF23 adunay papel sa kapit-os sa hulaw isip miR396 nga target nga mga gene. Sa kinatibuk-an, ang among pagtuon naghatag ug biolohikal nga basehan para sa umaabot nga pagkadiskobre sa BjGRF gene function sa mga tanom nga Brassicaceae.
Ang mga liso sa mustasa nga gigamit niini nga eksperimento gihatag sa Guizhou Oil Seed Research Institute, Guizhou Academy of Agricultural Sciences. Pilia ang tibuok nga liso ug itanom kini sa yuta (substrat: yuta = 3:1), ug kolektaha ang mga gamot, punoan ug dahon human sa upat ka dahon nga yugto. Ang mga tanum gitambalan sa 20% PEG 6000 aron masundog ang hulaw, ug ang mga dahon gikolekta pagkahuman sa 0, 3, 6, 12 ug 24 ka oras. Ang tanan nga mga sample sa tanum gi-freeze dayon sa liquid nitrogen ug dayon gitipigan sa usa ka -80 °C nga freezer alang sa sunod nga pagsulay.
Ang tanan nga datos nga nakuha o gisusi sa panahon sa kini nga pagtuon gilakip sa gipatik nga artikulo ug mga file sa dugang nga impormasyon.
Oras sa pag-post: Ene-22-2025