د وچکالۍ په شرایطو کې د سرې د ودې تنظیم کولو فکتورونو جینوم پراخه پیژندنه او څرګندونې تحلیل

په ګویژو ولایت کې د باران موسمي ویش نا مساوي دی، په پسرلي او دوبي کې ډیر باران کیږي، مګر د ریپسیډ تخمونه په مني او ژمي کې د وچکالۍ فشار سره حساس دي، کوم چې په حاصلاتو باندې جدي اغیزه کوي. سرسونه یو ځانګړی غوړ تخم فصل دی چې په عمده توګه په ګویژو ولایت کې کرل کیږي. دا د وچکالۍ قوي زغم لري او په غرنیو سیمو کې کرل کیدی شي. دا د وچکالۍ مقاومت لرونکي جینونو بډایه سرچینه ده. د وچکالۍ مقاومت لرونکي جینونو کشف د سرسونو د ډولونو د ښه والي لپاره خورا مهم دی. او د جرم پلازم سرچینو کې نوښت. د GRF کورنۍ د نباتاتو وده او پراختیا او د وچکالۍ فشار ته د ځواب ویلو کې مهم رول لوبوي. اوس مهال، د GRF جینونه په Arabidopsis 2، وریجو (Oryza sativa) 12، rapeseed 13، پنبه (Gossypium hirsutum) 14، غنم (Triticum) 15، د موتی جوار (Setaria italica) 16 او Brassica17 کې موندل شوي، مګر په سرسونو کې د GRF جینونو کشف شوي راپور نشته. په دې څیړنه کې، د سرې د GRF کورنۍ جینونه د جینوم په کچه وپیژندل شول او د دوی فزیکي او کیمیاوي ځانګړتیاوې، ارتقايي اړیکې، هومولوژي، ساتل شوي شکلونه، د جین جوړښت، د جین نقلونه، cis-عناصر او د تخم مرحله (څلور پاڼې مرحله) تحلیل شول. د وچکالۍ فشار لاندې د بیان نمونې په پراخه کچه تحلیل شوې ترڅو د وچکالۍ غبرګون کې د BjGRF جینونو احتمالي فعالیت په اړه د نورو مطالعاتو لپاره علمي اساس چمتو کړي او د وچکالۍ زغمونکي سرې د نسل لپاره د نوماند جینونه چمتو کړي.
د براسیکا جونسیا جینوم کې څلور دیرش BjGRF جینونه د دوه HMMER لټونونو په کارولو سره پیژندل شوي، چې ټول یې QLQ او WRC ډومینونه لري. د پیژندل شوي BjGRF جینونو CDS ترتیبونه په ضمیمه جدول S1 کې وړاندې شوي. BjGRF01–BjGRF34 د کروموزوم په موقعیت پورې اړه لري. د دې کورنۍ فزیکو کیمیکل ملکیتونه ښیي چې د امینو اسید اوږدوالی خورا متغیر دی، د 261 aa (BjGRF19) څخه تر 905 aa (BjGRF28) پورې. د BjGRF ایزو الیکټریک نقطه د 6.19 (BjGRF02) څخه تر 9.35 (BjGRF03) پورې ده چې اوسط یې 8.33 دی، او د BjGRF 88.24٪ یو اساسي پروټین دی. د BjGRF د مالیکولي وزن وړاندوینه شوې حد له 29.82 kDa (BjGRF19) څخه تر 102.90 kDa (BjGRF28) پورې دی؛ د BjGRF پروټینونو د بې ثباتۍ شاخص له 51.13 (BjGRF08) څخه تر 78.24 (BjGRF19) پورې دی، ټول له 40 څخه ډیر دي، دا په ګوته کوي چې د غوړ اسید شاخص له 43.65 (BjGRF01) څخه تر 78.78 (BjGRF22) پورې دی، اوسط هایدروفیلیسیټي (GRAVY) د -1.07 (BjGRF31) څخه تر -0.45 (BjGRF22) پورې دی، ټول هایدروفیلیسیټي BjGRF پروټینونه منفي GRAVY ارزښتونه لري، کوم چې ممکن د پاتې شونو له امله رامینځته شوي هایدروفوبیسیټي نشتوالي له امله وي. د فرعي حجروي محلي کولو وړاندوینې ښودلې چې د BjGRF 31 کوډ شوي پروټینونه په نیوکلیوس کې ځای پر ځای کیدی شي، BjGRF04 په پیروکسیزومونو کې ځای پر ځای کیدی شي، BjGRF25 په سایټوپلازم کې ځای پر ځای کیدی شي، او BjGRF28 په کلوروپلاسټونو کې ځای پر ځای کیدی شي (جدول 1)، دا په ګوته کوي چې BjGRFs ممکن په نیوکلیوس کې ځای پر ځای شي او د ټرانسکرپشن فکتور په توګه مهم تنظیمي رول ولوبوي.
د GRF کورنیو د مختلفو ډولونو فایلوجینیټیک تحلیل کولی شي د جین دندو په مطالعه کې مرسته وکړي. له همدې امله، د 35 ریپسیډ، 16 شلجم، 12 وریجو، 10 جوار او 9 عربیډوپسیس GRFs بشپړ اوږدوالی امینو اسید ترتیبونه ډاونلوډ شوي او د 34 پیژندل شوي BjGRF جینونو (شکل 1) پراساس یو فایلوجینیټیک ونې جوړ شوی. درې فرعي کورنۍ د غړو مختلف شمیر لري؛ 116 GRF TFs په دریو مختلفو فرعي کورنیو (ګروپونه A~C) ویشل شوي، چې په ترتیب سره 59 (50.86٪)، 34 (29.31٪) او 23 (19.83)٪ GRFs لري. د دوی په منځ کې، د BjGRF کورنۍ 34 غړي په 3 فرعي کورنیو کې ویشل شوي دي: 13 غړي په ګروپ A کې (38.24٪)، 12 غړي په ګروپ B کې (35.29٪) او 9 غړي په ګروپ C کې (26.47٪). د سرسونو د پولیپلایډیزیشن په پروسه کې، د BjGRFs جینونو شمیر په مختلفو فرعي کورنیو کې توپیر لري، او د جین تقویت او ضایع ممکن پیښ شوي وي. دا د یادونې وړ ده چې په C ګروپ کې د وریجو او جوار GRFs ویش نشته، پداسې حال کې چې په B ګروپ کې د وریجو 2 GRFs او 1 جوار GRF شتون لري، او د وریجو او جوار ډیری GRFs په یوه څانګه کې ګروپ شوي دي، چې دا په ګوته کوي چې BjGRFs د دوه ګونی سره نږدې تړاو لري. د دوی په منځ کې، په Arabidopsis thaliana کې د GRF فعالیت په اړه خورا ژورې مطالعې د BjGRFs د فعال مطالعاتو لپاره اساس چمتو کوي.
د سرې د فایلوجینیټیک ونې په شمول د براسیکا ناپوس، براسیکا ناپوس، وریجې، باجرا او د عربیډوپسیس تالیانا GRF کورنۍ غړي.
د سرسونو GRF کورنۍ کې د تکراري جینونو تحلیل. په شاليد کې خړ کرښه د سرسونو په جینوم کې د همغږي شوي بلاک استازیتوب کوي، سره کرښه د BjGRF جین د برخو تکرارونو یوه جوړه استازیتوب کوي؛
د څلورمې پاڼې په مرحله کې د وچکالۍ فشار لاندې د BjGRF جین څرګندونه. د qRT-PCR معلومات په ضمیمه جدول S5 کې ښودل شوي. په معلوماتو کې د پام وړ توپیرونه د کوچني تورو لخوا ښودل شوي.
لکه څنګه چې نړیوال اقلیم بدلون ته دوام ورکوي، د وچکالۍ فشار سره د فصلونو د مقابلې او د هغوی د زغم میکانیزمونو د ښه کولو مطالعه د یوې ګرمې څیړنې موضوع ګرځیدلې ده 18. د وچکالۍ وروسته، د نباتاتو مورفولوژیکي جوړښت، د جین څرګندونه او میټابولیک پروسې به بدلون ومومي، کوم چې ممکن د فوتوسنتز او میټابولیک ګډوډۍ د بندیدو لامل شي، چې د فصلونو حاصلات او کیفیت اغیزمن کوي ​​19,20,21. کله چې نباتات د وچکالۍ نښې احساس کړي، دوی دوهم پیغام رسونکي لکه Ca2+ او فاسفیتیډیلینوسیتول تولیدوي، د انټرا سیلولر کلسیم ایون غلظت زیاتوي او د پروټین فاسفوریلیشن لارې تنظیمي شبکه فعالوي 22,23. وروستی هدف پروټین په مستقیم ډول د حجرو دفاع کې ښکیل دی یا د TFs له لارې د اړوند فشار جینونو څرګندونه تنظیموي، د فشار 24,25 ته د نبات زغم لوړوي. په دې توګه، TFs د وچکالۍ فشار ته د ځواب ویلو کې مهم رول لوبوي. د وچکالۍ فشار ځواب ویونکي TFs د ترتیب او DNA پابندۍ ملکیتونو له مخې، TFs په مختلفو کورنیو ویشل کیدی شي، لکه GRF، ERF، MYB، WRKY او نورې کورنۍ 26.
د GRF جین کورنۍ د نباتاتو لپاره ځانګړی TF یو ډول دی چې په مختلفو اړخونو لکه وده، پراختیا، د سیګنال لیږد او د نباتاتو د دفاع غبرګونونو کې مهم رول لوبوي27. له هغه وخته چې لومړی GRF جین په O. sativa28 کې پیژندل شوی و، په ډیری ډولونو کې ډیر او ډیر GRF جینونه پیژندل شوي او ښودل شوي چې د نباتاتو وده، پراختیا او فشار غبرګون اغیزمن کوي8، 29، 30، 31، 32. د براسیکا جونسیا جینوم ترتیب خپرولو سره، د BjGRF جین کورنۍ پیژندنه ممکنه شوه33. پدې څیړنه کې، په ټول سرس جینوم کې 34 BjGRF جینونه پیژندل شوي او د دوی د کروموزوم موقعیت پراساس BjGRF01–BjGRF34 نومول شوي. دا ټول خورا خوندي QLQ او WRC ډومینونه لري. د فزیکو کیمیکل ملکیتونو تحلیل ښودلې چې د BjGRF پروټینونو (پرته له BjGRF28) د امینو اسید شمیرو او مالیکولر وزنونو کې توپیرونه د پام وړ نه وو، دا په ګوته کوي چې د BjGRF کورنۍ غړي ممکن ورته دندې ولري. د جین جوړښت تحلیل ښودلې چې د BjGRF جینونو 64.7٪ 4 ایکسونونه لري، چې دا په ګوته کوي چې د BjGRF جین جوړښت په ارتقا کې نسبتا خوندي دی، مګر په BjGRF10، BjGRF16، BjGRP28 او BjGRF29 جینونو کې د ایکسونونو شمیر ډیر دی. مطالعاتو ښودلې چې د ایکسونونو یا انټرونونو اضافه کول یا حذف کول کولی شي د جین جوړښت او فعالیت کې توپیر رامینځته کړي، په دې توګه نوي جینونه 34,35,36 رامینځته کوي. له همدې امله، موږ اټکل کوو چې د BjGRF انټرون د ارتقا په جریان کې ورک شوی و، کوم چې ممکن د جین فعالیت کې بدلون راولي. د موجوده مطالعاتو سره سم، موږ دا هم وموندله چې د انټرونونو شمیر د جین څرګندونې سره تړاو درلود. کله چې په جین کې د انټرونونو شمیر لوی وي، جین کولی شي په چټکۍ سره مختلف نامناسب فکتورونو ته ځواب ووایی.
د جینونو تکرار په جینومیک او جینیاتي ارتقا کې یو لوی فاکتور دی 37. اړوندو مطالعاتو ښودلې چې د جینونو تکرار نه یوازې د GRF جینونو شمیر زیاتوي، بلکې د نباتاتو سره د مختلفو منفي چاپیریالي شرایطو سره د تطابق لپاره د نوي جینونو د تولید لپاره د یوې وسیلې په توګه هم کار کوي 38. پدې څیړنه کې ټولټال 48 نقل شوي جین جوړې وموندل شوې، چې ټولې یې د برخې تکرار وې، چې دا په ګوته کوي چې برخې تکرارونه پدې کورنۍ کې د جینونو شمیر زیاتولو لپاره لوی میکانیزم دی. په ادبیاتو کې راپور ورکړل شوی چې برخې تکرار کولی شي په مؤثره توګه د Arabidopsis او سټرابیري کې د GRF جین کورنۍ غړو ته وده ورکړي، او د دې جین کورنۍ هیڅ ټنډم تکرار په هیڅ ډول کې ونه موندل شو 27,39. د دې مطالعې پایلې د Arabidopsis thaliana او سټرابیري کورنیو په اړه د موجوده مطالعاتو سره مطابقت لري، وړاندیز کوي چې د GRF کورنۍ کولی شي د جینونو شمیر زیات کړي او په مختلفو نباتاتو کې د برخې تکرار له لارې نوي جینونه تولید کړي.
په دې څیړنه کې، په سرس کې ټولټال ۳۴ BjGRF جینونه وپیژندل شول، کوم چې په ۳ فرعي کورنیو ویشل شوي وو. دې جینونو ورته ساتل شوي شکلونه او د جین جوړښتونه وښودل. د کولینیریت تحلیل په سرس کې د برخې ۴۸ جوړې نقلونه څرګند کړل. د BjGRF ترویج کوونکې سیمه د رڼا غبرګون، هورمونل غبرګون، د چاپیریال فشار غبرګون، او ودې او پراختیا سره تړلي cis-acting عناصر لري. د ۳۴ BjGRF جینونو څرګندونه د سرس د تخم په مرحله (ریښې، ډډونه، پاڼې) کې کشف شوه، او د وچکالۍ شرایطو لاندې د ۱۰ BjGRF جینونو د څرګندولو نمونه. دا وموندل شوه چې د وچکالۍ فشار لاندې د BjGRF جینونو د څرګندولو نمونې ورته وې او ممکن ورته وي. د وچکالۍ جبري تنظیم کې ښکیلتیا. BjGRF03 او BjGRF32 جینونه ممکن د وچکالۍ فشار کې مثبت تنظیمي رول ولوبوي، پداسې حال کې چې BjGRF06 او BjGRF23 د وچکالۍ فشار کې د miR396 هدف جینونو په توګه رول لوبوي. په ټولیز ډول، زموږ څیړنه د Brassicaceae نباتاتو کې د BjGRF جین فعالیت راتلونکي کشف لپاره بیولوژیکي اساس چمتو کوي.
په دې تجربه کې کارول شوي سرې تخمونه د ګویژو د تیلو تخمونو د څیړنې انسټیټیوټ، د ګویژو د کرنې علومو اکاډمۍ لخوا چمتو شوي وو. ټول تخمونه غوره کړئ او په خاوره کې یې وکري (سبسټریټ: خاوره = 3:1)، او د څلورو پاڼو مرحلې وروسته ریښې، ډډونه او پاڼې راټولې کړئ. نباتات د وچکالۍ د تقلید لپاره د 20٪ PEG 6000 سره درملنه شوي، او پاڼې د 0، 3، 6، 12 او 24 ساعتونو وروسته راټولې شوې. د نباتاتو ټولې نمونې سمدلاسه په مایع نایتروجن کې کنګل شوي او بیا د راتلونکي ازموینې لپاره په -80 درجو سانتی ګراد فریزر کې زیرمه شوي.
ټول هغه معلومات چې د دې څیړنې په جریان کې ترلاسه شوي یا تحلیل شوي دي په خپره شوې مقاله او اضافي معلوماتو فایلونو کې شامل دي.