Preview

Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия биологических наук

Расширенный поиск

Влияние некоторых абиотических факторов на профили экспрессии генов, кодирующих стресс-ассоциированные белки яблони

https://doi.org/10.29235/1029-8940-2024-69-2-143-152

Аннотация

Стресс-ассоциированные белки (SAP, stress-associated proteins) принимают участие в формировании у растений ответа на действие неблагоприятных биотических и абиотических факторов. В представленной работе с помощью количественной ПЦР (qPCR) проведена оценка профилей экспрессии 14 генов яблони, кодирующих SAP (MdSAP), при воздействии низких и высоких температур, а также засоления. Показано, что наиболее значимое изменение уровней экспрессии наблюдалось при воздействии повышенной температуры (гены MdSAP11, MdSAP2, MdSAP3), в условиях пониженной температуры (MdSAP1, MdSAP2, MdSAP4, MdSAP6) и при воздействии раствора соли (MdSAP1, MdSAP8, MdSAP11). При этом наблюдалась тенденция к повышению экспрессии генов ко 2-му и/или 4-му часу воздействия с последующим ее снижением к 24-му часу. Анализ корреляции уровней экспрессии генов MdSAP в стрессовых условиях показал, что для них характерны как положительные, так и отрицательные линейные связи.

Полученные результаты позволяют уточнить роль отдельных генов, кодирующих SAP, в формировании стрессового ответа яблони на воздействие низких и высоких температур, а также засоления.

Об авторах

П. В. Кузмицкая
Институт генетики и цитологии НАН Беларуси
Беларусь

Кузмицкая Полина Викторовна – канд. биол. наук, ст. науч. сотрудник

ул. Ф. Скорины, 34, 220141, г. Минск



Е. С. Королева
Институт генетики и цитологии НАН Беларуси
Беларусь

Королева Екатерина Сергеевна – мл. науч. сотрудник

ул. Ф. Скорины, 34, 220141, г. Минск



О. Ю. Урбанович
Институт генетики и цитологии НАН Беларуси
Беларусь

Урбанович Оксана Юрьевна –д-р биол. наук, доцент, заведующий лабораторией

ул. Ф. Скорины, 34, 220141, г. Минск



Список литературы

1. Genomic analysis of stress associated proteins in soybean and the role of GmSAP16 in abiotic stress responses in Arabidopsis and soybean / X.-Z. Zhang [et al.] // Front. Plant Sci. – 2019. – Vol. 10. – P. 1453. https://doi.org/10.3389/fpls.2019.01453

2. SAPs as novel regulators of abiotic stress response in plants / J. Giri [et al.] // Bioessays. – 2013. – Vol. 35, N 7. – P. 639–648. https://doi.org/10.1002/bies.201200181

3. Opipari, A. W. (Jr.). The A20 cDNA induced by tumor necrosis factor alpha encodes a novel type of zinc finger protein / A. W. Opipari, Jr., M. S. Boguski, V. M. Dixit // J. Biol. Chem. – 1990. – Vol. 265, N 25. – P. 14705–14708.

4. Tumor necrosis factor-alpha induction of novel gene products in human endothelial cells including a macrophage-specific chemotaxin / V. M. Dixit [et al.] // J. Biol. Chem. – 1990. – Vol. 265, N 5. – P. 2973–2978.

5. Identification and cloning of localized maternal RNAs from Xenopus eggs / M. R. Rebagliati [et al.] // Cell. – 1985. – Vol. 42, N 3. – P. 769–777.

6. Vij, S. Genome-wide analysis of the stress associated protein (SAP) gene family containing A20/AN1 zinc-finger (s) in rice and their phylogenetic relationship with Arabidopsis / S. Vij, A. K. Tyagi // Mol. Genet. Genom. – 2006. – Vol. 276, N 6. – P. 565–575. https://doi.org/10.1016/j.gene.2014.09.017

7. Genome-wide identification and expression analysis of stress-associated proteins (SAPs) containing A20/AN1 zinc finger in cotton / W. Gao [et al.] // Mol. Genet. Genom. – 2016. – Vol. 291, N 6. – P. 2199–2213. https://doi.org/10.1007/s00438-016-1252-6

8. Characterization and phylogenetic analysis of environmental stress-responsive SAP gene family encoding A20/AN1 zinc finger proteins in tomato / A. U. Solanke [et al.] // Mol. Genet. Genom. – 2009. – Vol. 282, N 2. – P. 153–164. https://doi.org/10.1007/s00438-009-0455-5

9. Genome-wide survey and expression analysis of the stress-associated protein gene family in desert poplar, Populus euphratica / H. Jia [et al.] // Tree Genet. Genom. – 2016. – Vol. 12, N 4. – P. 78. https://doi.org/10.1007/s11295-016-1033-8

10. Genomic characterization and expression profiles of stress-associated proteins (SAPs) in castor bean (Ricinus communis) / Z. Wang [et al.] // Plant Diversity. – 2020. – Vol. 43, no. 2. – P. 152–162. https://doi.org/10.1016/j.pld.2020.07.010

11. Identification and expression analysis of stress-associated proteins (SAPs) containing A20/AN1 zinc finger in cucumber / W. Lai [et al.] // Plants. – 2020. – Vol. 9, N 3. – Art. 400. https://doi.org/10.3390/plants9030400

12. Redox-dependent regulation of the stress-induced zinc-finger protein SAP12 in Arabidopsis thaliana / E. Ströher [et al.] // Mol. Plant. – 2009. – Vol. 2, N 2. – P. 357–367. https://doi.org/10.1093/mp/ssn084

13. An A20/AN1-type zinc finger protein modulates gibberellins and abscisic acid contents and increases sensitivity to abiotic stress in rice (Oryza sativa) / Y. Zhang [et al.] // J. Exp. Bot. – 2016. – Vol. 67, N 1. – P. 315–326. https://doi.org/10.1093/jxb/erv464

14. Rice SAPs are responsive to multiple biotic stresses and overexpression of OsSAP1, an A20/AN1 zinc-finger protein, enhances the basal resistance against pathogen infection in tobacco / H. Tyagi [et al.] // Plant Sci. – 2014. – Vol. 225. – P. 68–76. https://doi.org/10.1016/j.plantsci.2014.05.016

15. Mukhopadhyay, A. Overexpression of a zinc-finger protein gene from rice confers tolerance to cold, dehydration, and salt stress in transgenic tobacco / A. Mukhopadhyay, S. Vij, A. K. Tyagi // Proc. of the Nat. Acad. of Sci. – 2004. – Vol. 101, N 16. – P. 6309–6314. https://doi.org/10.1073/pnas.0401572101

16. Идентификация генов, кодирующих стресс-ассоциированные белки, содержащие домены A20/AN1, в геноме яблони in silico и анализ их филогенетических связей / П. Кузмицкая, О. Урбанович, А. Кильчевский // Докл. Нац. Акад. наук Беларуси. – 2018. – T. 62. – C. 455–462.

17. Genome-wide analysis and cloning of the apple stress-associated protein gene family reveals MdSAP15, which confers tolerance to drought and osmotic stresses in transgenic Arabidopsis / Q. Dong [et al.] // Int. J. Mol. Sci. – 2018. – Vol. 19, N 9. – Art. 2478. https://doi.org/10.3390/ijms19092478

18. Isolation of high quality RNA from bilberry (Vaccinium myrtillus L.) fruit / L. Jaakola [et al.] // Mol. Biotechnol. – 2001. – Vol. 19, N 2. – P. 201–203. https://doi.org/10.1385/MB:19:2:201

19. The MIQE guidelines: minimum information for publication of quantitative real-time PCR experiments / S. A. Bustin [et al.] // Clin. Chem. – 2009. – Vol. 55, N 4. – P. 611–622. https://doi.org/10.1373/clinchem.2008.112797

20. Genome-wide analysis and expression profiling of the DREB transcription factor gene family in Malus under abiotic stress / T. Zhao [et al.] // Mol. Genet. Genom. – 2012. – Vol. 287, N 5. – P. 423–436. https://doi.org/10.1007/s00438-012-0687-7

21. An improvement of the 2ˆ (–delta delta CT) method for quantitative real-time polymerase chain reaction data analysis / X. Rao [et al.] // Biostatistics, Bioinformatics and Biomathematics. – 2013. – Vol. 3, N 3. – P. 71–85.

22. FlowerNet: a gene expression correlation network for anther and pollen development / S. Pearce [et al.] // J. Plant Physiol. – 2015. – Vol. 167, N 4. – P. 1717–1730. https://doi.org/10.1104/pp.114.253807

23. Peng, F. Y. Gene coexpression clusters and putative regulatory elements underlying seed storage reserve accumulation in Arabidopsis / F. Y. Peng, R. J. Weselake // BMC Genomics. – 2011. – Vol. 12. – Art. 286. https://doi.org/10.1186/1471-2164-12-286

24. Genome-scale identification of cell-wall related genes in Arabidopsis based on co-expression network analysis / S. Wang [et al.] // BMC Plant Biol. – 2012. – Vol. 12. – Art. 138. https://doi.org/10.1186/1471-2229-12-138

25. Ghanbarian, A. T. Neighboring genes show correlated evolution in gene expression / A. T. Ghanbarian, L. D. Hurst // Mol. Biol. Evol. – 2015. – Vol. 32, N 7. – P. 1748–1766. https://doi.org/10.1093/molbev/msv053

26. Genome-scale cold stress response regulatory networks in ten Arabidopsis thalianaecotypes / P. Barah [et al.] // BMC Genomics. – 2013. – Vol. 14, N 1. – Art. 722. https://doi.org/10.1186/1471-2164-14-722


Рецензия

Просмотров: 32


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1029-8940 (Print)
ISSN 2524-230X (Online)