Ang seasonal distribution sa ulan sa Guizhou Province dili patas, nga mas daghan ang ulan sa tingpamulak ug ting-init, apan ang mga semilya sa rapeseed daling maapektuhan sa drought stress sa tingdagdag ug tingtugnaw, nga seryosong makaapekto sa ani. Ang Mustasa usa ka espesyal nga tanom nga oilseed nga kasagaran gitanom sa Guizhou Province. Kini adunay kusog nga drought tolerance ug mahimong itanom sa mga bukirong lugar. Kini usa ka dato nga kapanguhaan sa mga gene nga makasugakod sa drought. Ang pagkadiskobre sa mga gene nga makasugakod sa drought importante kaayo alang sa pag-uswag sa mga klase sa mustasa ug inobasyon sa mga kahinguhaan sa germplasm. Ang pamilyang GRF adunay kritikal nga papel sa pagtubo ug paglambo sa tanom ug ang tubag sa drought stress. Sa pagkakaron, ang mga gene sa GRF 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 report sa mga gene sa GRF nga nakit-an sa mustasa. Niini nga pagtuon, ang mga gene sa pamilyang GRF sa mustasa giila sa lebel sa genome-wide ug ang ilang pisikal ug kemikal nga mga kinaiya, mga relasyon sa ebolusyon, homology, conserved motifs, istruktura sa gene, mga duplication sa gene, cis-elements ug yugto sa seedling (upat ka dahon nga yugto) gisusi. Ang mga sumbanan sa ekspresyon ubos sa stress sa hulaw komprehensibo nga gisusi aron makahatag og siyentipikong basehan alang sa dugang nga mga pagtuon sa potensyal nga gimbuhaton sa mga gene sa BjGRF sa pagtubag sa hulaw ug aron makahatag og mga kandidato nga gene alang sa pagpasanay sa mustasa nga makasugakod sa hulaw.
Traynta y kwatro ka BjGRF genes ang nailhan sa Brassica juncea genome gamit ang duha ka HMMER searches, nga tanan adunay QLQ ug WRC domains. Ang CDS sequences sa nailhan nga BjGRF genes gipakita sa Supplementary Table S1. Ang BjGRF01–BjGRF34 ginganlan base sa ilang lokasyon sa chromosome. Ang physicochemical properties niini nga pamilya nagpakita nga ang gitas-on sa amino acid kay lainlain kaayo, gikan sa 261 aa (BjGRF19) hangtod 905 aa (BjGRF28). Ang isoelectric point sa BjGRF gikan sa 6.19 (BjGRF02) hangtod 9.35 (BjGRF03) nga adunay average nga 8.33, ug 88.24% sa BjGRF usa ka basic protein. Ang gitagna nga molecular weight range sa BjGRF gikan sa 29.82 kDa (BjGRF19) hangtod 102.90 kDa (BjGRF28); Ang instability index sa mga protina sa BjGRF gikan sa 51.13 (BjGRF08) hangtod 78.24 (BjGRF19), tanan mas dako kay sa 40, nga nagpakita nga ang fatty acid index gikan sa 43.65 (BjGRF01) hangtod 78.78 (BjGRF22), ang average hydrophilicity (GRAVY) gikan sa -1.07 (BjGRF31) hangtod -0.45 (BjGRF22), ang tanan nga hydrophilic nga mga protina sa BjGRF adunay negatibo nga mga kantidad sa GRAVY, nga mahimong tungod sa kakulang sa hydrophobicity nga gipahinabo sa mga residue. Ang prediksyon sa subcellular localization nagpakita nga 31 ka BjGRF encoded proteins ang mahimong ma-localize sa nucleus, ang BjGRF04 mahimong ma-localize sa mga peroxisome, ang BjGRF25 mahimong ma-localize sa cytoplasm, ug ang BjGRF28 mahimong ma-localize sa mga chloroplast (Table 1), nga nagpakita nga ang mga BjGRF mahimong ma-localize sa nucleus ug adunay importante nga regulatory role isip transcription factor.
Ang phylogenetic analysis sa mga pamilya sa GRF sa lain-laing mga espisye makatabang sa pagtuon sa mga gimbuhaton sa gene. Busa, ang kompletong amino acid sequences sa 35 ka rapeseed, 16 ka singkamas, 12 ka bugas, 10 ka millet ug 9 ka Arabidopsis GRFs gi-download ug usa ka phylogenetic tree ang gitukod base sa 34 ka nailhan nga BjGRF genes (Fig. 1). Ang tulo ka subfamily adunay lain-laing gidaghanon sa mga miyembro; 116 ka GRF TFs gibahin sa tulo ka lain-laing mga subfamily (mga grupo A~C), nga adunay 59 (50.86%), 34 (29.31%) ug 23 (19.83)% sa mga GRF, matag usa. Taliwala kanila, 34 ka miyembro sa pamilya sa BjGRF ang nagkatag sa 3 ka subfamily: 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 gene sa BjGRF sa lainlaing mga subfamily managlahi, ug ang pagpadako ug pagkawala sa gene mahimong nahitabo. Angayan nga matikdan nga walay distribusyon sa mga GRF sa bugas ug millet sa grupo C, samtang adunay 2 ka GRF sa bugas ug 1 ka GRF sa millet sa grupo B, ug kadaghanan sa mga GRF sa bugas ug millet gi-grupo sa usa ka sanga, nga nagpakita nga ang mga BjGRF suod nga may kalabutan sa mga dicot. Lakip niini, ang labing lawom nga mga pagtuon sa function sa GRF sa Arabidopsis thaliana naghatag usa ka basehan alang sa mga functional nga pagtuon sa BjGRF.
Pilohenetikong kahoy sa mustasa lakip ang Brassica napus, Brassica napus, bugas, dawa ug mga miyembro sa Arabidopsis thaliana GRF family.
Pag-analisar sa mga balik-balik nga gene sa pamilya sa mustard GRF. Ang abohon nga linya sa background nagrepresentar sa usa ka synchronized block sa mustard genome, ang pula nga linya nagrepresentar sa usa ka pares sa segmented repeats sa BjGRF gene;
Ang ekspresyon sa gene nga BjGRF ubos sa stress sa hulaw sa ikaupat nga yugto sa dahon. Ang datos sa qRT-PCR gipakita sa Supplementary Table S5. Ang mga hinungdanong kalainan sa datos gipakita sa gagmay nga mga letra.
Samtang nagpadayon ang pagbag-o sa klima sa kalibutan, ang pagtuon kung giunsa pagsagubang sa mga tanom ang stress sa hulaw ug pagpaayo sa ilang mga mekanismo sa pag-agwanta nahimong usa ka mainit nga hilisgutan sa panukiduki18. Human sa hulaw, ang istruktura sa morpolohiya, ekspresyon sa gene ug mga proseso sa metabolismo sa mga tanom mausab, nga mahimong mosangpot sa paghunong sa photosynthesis ug metabolic disturbance, nga makaapekto sa ani ug kalidad sa mga tanom19,20,21. Kung ang mga tanom makamatikod sa mga signal sa hulaw, sila makahimo og mga ikaduhang mensahero sama sa Ca2+ ug phosphatidylinositol, nga nagdugang sa intracellular calcium ion concentration ug nag-activate sa regulatory network sa protein phosphorylation pathway22,23. Ang katapusang target nga protina direktang nalambigit sa cellular defense o nag-regulate sa ekspresyon sa mga may kalabutan nga stress gene pinaagi sa mga TF, nga nagpalambo sa resistensya sa tanom sa stress24,25. Busa, ang mga TF adunay hinungdanon nga papel sa pagtubag sa stress sa hulaw. Sumala sa han-ay ug mga kabtangan sa pagbugkos sa DNA sa mga TF nga responsive sa stress sa hulaw, ang mga TF mahimong bahinon sa lainlaing mga pamilya, sama sa GRF, ERF, MYB, WRKY ug uban pang mga pamilya26.
Ang pamilya sa gene nga GRF usa ka klase sa plant-specific TF 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 gene nga GRF nailhan sa O. sativa28, nagkadaghan ang mga gene nga GRF nga nailhan sa daghang mga espisye ug gipakita nga makaapekto sa pagtubo, paglambo ug tubag sa stress sa tanom8, 29, 30,31,32. Uban sa pagmantala sa Brassica juncea genome sequence, ang pag-ila sa pamilya sa gene nga BjGRF nahimong posible33. Niini nga pagtuon, 34 ka mga gene nga BjGRF ang nailhan sa tibuok genome sa mustasa ug ginganlan og BjGRF01–BjGRF34 base sa ilang chromosomal position. Tanan sila adunay taas nga conserved QLQ ug WRC domains. Ang pag-analisar sa mga kabtangan sa physicochemical nagpakita nga ang mga kalainan sa mga numero sa amino acid ug mga gibug-aton sa molekula sa mga protina sa BjGRF (gawas sa BjGRF28) dili hinungdanon, nga nagpakita nga ang mga miyembro sa pamilya sa BjGRF mahimong adunay parehas nga mga gimbuhaton. Ang pag-analisar sa istruktura sa gene nagpakita nga 64.7% sa mga gene sa BjGRF adunay 4 ka exon, nga nagpakita nga ang istruktura sa gene sa BjGRF medyo nakonserba 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 mosangpot sa mga kalainan sa istruktura ug gimbuhaton sa gene, sa ingon makamugna og bag-ong mga gene34,35,36. Busa, among gihunahuna nga ang intron sa BjGRF nawala atol sa ebolusyon, nga mahimong hinungdan sa mga pagbag-o sa gimbuhaton sa gene. Nahiuyon sa kasamtangang mga pagtuon, among nakita usab nga ang gidaghanon sa mga intron nalangkit sa ekspresyon sa gene. Kung daghan ang gidaghanon sa mga intron sa usa ka gene, ang gene dali nga makatubag sa lainlaing dili maayo nga mga hinungdan.
Ang pagdoble sa gene usa ka dakong hinungdan sa ebolusyon sa genomic ug genetic37. Ang mga may kalabutan nga pagtuon nagpakita nga ang pagdoble sa gene dili lamang nagdugang sa gidaghanon sa mga gene sa GRF, apan nagsilbi usab nga paagi sa pagmugna og bag-ong mga gene aron matabangan ang mga tanom nga mopahiangay sa lainlaing dili maayo nga mga kondisyon sa palibot38. Usa ka total nga 48 ka duplicate nga mga pares sa gene ang nakit-an niini nga pagtuon, nga tanan mga segmental nga duplication, nga nagpakita nga ang mga segmental nga duplication mao ang pangunang mekanismo sa pagdugang sa gidaghanon sa mga gene niini nga pamilya. Gikataho sa literatura nga ang segmental nga duplication epektibo nga makapalambo sa pagpadako sa mga miyembro sa pamilya sa gene sa GRF sa Arabidopsis ug strawberry, ug walay tandem nga duplication niini nga pamilya sa gene nga nakit-an sa bisan hain sa mga espisye27,39. Ang mga resulta niini nga pagtuon nahiuyon sa kasamtangan nga mga pagtuon sa mga pamilya sa Arabidopsis thaliana ug strawberry, nga nagsugyot nga ang pamilya sa GRF makadugang sa gidaghanon sa mga gene ug makamugna og bag-ong mga gene pinaagi sa segmental nga duplication sa lainlaing mga tanum.
Niini nga pagtuon, usa ka total nga 34 ka BjGRF genes ang nakit-an sa mustasa, nga gibahin sa 3 ka subfamily. Kini nga mga gene nagpakita sa parehas nga conserved motifs ug gene structures. Ang collinearity analysis nagpadayag sa 48 ka pares sa segment duplications sa mustasa. Ang BjGRF promoter region adunay mga cis-acting elements nga nalangkit sa light response, hormonal response, environmental stress response, ug pagtubo ug paglambo. Ang ekspresyon sa 34 ka BjGRF genes nakita sa mustard seedling stage (mga gamot, punoan, dahon), ug ang expression pattern sa 10 ka BjGRF genes ubos sa drought conditions. Nakaplagan nga ang expression patterns sa BjGRF genes ubos sa drought stress parehas ug mahimong parehas. Ang kalambigitan sa drought Forcing regulation. Ang BjGRF03 ug BjGRF32 genes mahimong adunay positibo nga regulatory roles sa drought stress, samtang ang BjGRF06 ug BjGRF23 adunay papel sa drought stress isip miR396 target genes. Sa kinatibuk-an, ang among pagtuon naghatag ug biological nga basehan alang sa umaabot nga pagdiskobre 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 mga liso ug itanom kini sa yuta (substrate: yuta = 3:1), ug kolektaha ang mga gamot, punoan ug dahon human sa upat ka dahon nga yugto. Ang mga tanom gitambalan og 20% PEG 6000 aron masinati ang hulaw, ug ang mga dahon gikolekta human sa 0, 3, 6, 12 ug 24 ka oras. Ang tanang mga sample sa tanom gi-freeze dayon sa liquid nitrogen ug dayon gitipigan sa -80°C freezer alang sa sunod nga pagsulay.
Ang tanang datos nga nakuha o gisusi atol niining pagtuon gilakip sa gipatik nga artikulo ug mga dugang nga impormasyon.
Oras sa pag-post: Enero 22, 2025