Тақсимоти мавсимии боришот дар музофоти Гуйчжоу нобаробар буда, дар фасли баҳору тобистон боришот бештар мешавад, аммо ниҳолҳои рапс дар тирамоҳу зимистон ба фишори хушксолӣ дучор мешаванд, ки ин ба ҳосил таъсири ҷиддӣ мерасонад. Хардал зироати махсуси равгандор буда, асосан дар музофоти Гуйчжоу парвариш карда мешавад. Он ба хушксолӣ тобовар аст ва онро дар минтақаҳои кӯҳӣ парвариш кардан мумкин аст. Ин захираи бои генхои ба хушксолй тобовар мебошад. Кашфи генхои ба хушксолй тобовар барои бехтар намудани навъхои хардал ахамияти халкунанда дорад. ва навоварӣ дар захираҳои germplasm. Оилаи GRF дар афзоиш ва рушди растаниҳо ва вокуниш ба фишори хушксолӣ нақши муҳим мебозад. Дар айни замон генҳои GRF дар Arabidopsis 2, шолӣ (Oryza sativa) 12, рапс 13, пахта (Gossypium hirsutum) 14, гандум (Triticum) пайдо шудаанд. aestivum)15, арзан марворид (Setaria italica)16 ва Brassica17, аммо гузоришҳо дар бораи генҳои GRF дар хардал ошкор карда нашудаанд. Дар ин тадқиқот, генҳои оилаи GRF хардал дар сатҳи геном муайян карда шуда, хусусиятҳои физикӣ ва химиявии онҳо, муносибатҳои эволютсионӣ, гомология, мотивҳои ҳифзшуда, сохтори генҳо, такрори генҳо, cis-элементҳо ва марҳилаи навниҳоли (марҳилаи чорбарг) таҳлил карда шуданд. Намунаҳои ифода дар зери фишори хушксолӣ ҳамаҷониба таҳлил карда шуданд, то заминаи илмӣ барои таҳқиқоти минбаъда дар бораи функсияи потенсиалии генҳои BjGRF дар вокуниш ба хушксолӣ ва пешниҳоди генҳои номзад барои парвариши хардал ба хушксолӣ тобовар.
Сиву чаҳор гени BjGRF дар геномҳои Brassica juncea бо истифода аз ду ҷустуҷӯи HMMER муайян карда шуданд, ки ҳамаи онҳо доменҳои QLQ ва WRC доранд. пайдарпайии CDS генҳои BjGRF муайяншуда дар Ҷадвали иловагии S1 оварда шудаанд. BjGRF01-BjGRF34 аз рӯи ҷойгиршавии онҳо дар хромосома номгузорӣ шудаанд. Хусусиятҳои физикӣ-химиявии ин оила нишон медиҳанд, ки дарозии аминокислотаҳо хеле тағйирёбанда буда, аз 261 аа (BjGRF19) то 905 аа (BjGRF28) мебошанд. Нуқтаи изоэлектрикии BjGRF аз 6,19 (BjGRF02) то 9,35 (BjGRF03) бо ҳисоби миёна 8,33 ва 88,24% BjGRF сафедаи асосӣ мебошад. Диапазони пешгӯии вазни молекулавии BjGRF аз 29,82 кДа (BjGRF19) то 102,90 кДа (BjGRF28) мебошад; индекси ноустувории сафедаҳои BjGRF аз 51,13 (BjGRF08) то 78,24 (BjGRF19) аст, ҳамаашон аз 40 зиёданд, ки ин нишон медиҳад, ки индекси кислотаи равғанӣ аз 43,65 (BjGRF01) то 78,78 (BjGRF22) аз гидрофиликӣ, -1,07 (BjGRF31) то -0,45 (BjGRF22), ҳама сафедаҳои гидрофиликии BjGRF дорои арзишҳои манфии GRAVY мебошанд, ки ин метавонад аз набудани гидрофобӣ аз пасмондаҳо бошад. Пешгӯии локализатсияи зерҳуҷайравӣ нишон дод, ки 31 сафедаи рамзшудаи BjGRF метавонад дар ядро локализатсия карда шавад, BjGRF04 дар пероксисомаҳо ҷойгир карда шавад, BjGRF25 дар ситоплазма ҷойгир карда шавад ва BjGRF28 дар хлоропластҳо ҷойгир карда шаванд (Ҷадвали 1), ки нишон медиҳад, ки BjGRF28 метавонад дар локализатсия карда шавад. омили транскрипсия.
Таҳлили филогенетикии оилаҳои GRF дар намудҳои гуногун метавонад барои омӯзиши функсияҳои ген кӯмак расонад. Аз ин рӯ, пайдарпаии пурраи аминокислотаҳои аминокислотаҳо аз 35 рапс, 16 шалғам, 12 биринҷ, 10 арзан ва 9 Arabidopsis GRF зеркашӣ карда шуданд ва дар асоси 34 генҳои муайяншудаи BjGRF дарахти филогенетикӣ сохта шуд (расми 1). Се зерфамилия дорои шумораи гуногуни аъзоён; 116 TF-и GRF ба се зероилаҳои гуногун (гурӯҳҳои A~C) тақсим шудаанд, ки мутаносибан 59 (50,86%), 34 (29,31%) ва 23 (19,83)% GRF-ро дар бар мегиранд. Дар байни онҳо, 34 аъзои оилаи BjGRF дар 3 зероила пароканда шудаанд: 13 аъзо дар гурӯҳи А (38,24%), 12 аъзо дар гурӯҳи B (35,29%) ва 9 аъзо дар гурӯҳи C (26,47%). Дар раванди полиплоидизатсияи хардал, шумораи генҳои BjGRFs дар зерфамилияҳои гуногун гуногун аст ва амплификация ва талафоти генҳо метавонанд ба амал омада бошанд. Қобили зикр аст, ки дар гурӯҳи С тақсимоти ГРФ-ҳои биринҷ ва арзан вуҷуд надорад, дар ҳоле ки дар гурӯҳи В 2 ГРФ-и биринҷ ва 1 арзан ГРФ мавҷуд аст ва аксарияти ГРФ-ҳои биринҷ ва арзан дар як шоха гурӯҳбандӣ шудаанд, ки BjGRFs бо дикотҳо алоқамандии зич доранд. Дар байни онҳо, таҳқиқоти амиқтарин дар бораи функсияи GRF дар Arabidopsis thaliana барои омӯзиши функсионалии BjGRFs замина фароҳам меоранд.
Дарахти филогенетикии хардал аз ҷумла Brassica napus, Brassica napus, биринҷ, арзан ва аъзоёни оилаи Arabidopsis thaliana GRF.
Таҳлили генҳои такроршаванда дар оилаи хардал GRF. Хатти хокистарӣ дар замина як блоки ҳамоҳангшуда дар геноми хардалро ифода мекунад, хати сурх як ҷуфт такрори сегменти гени BjGRF-ро ифода мекунад;
Ифодаи ген BjGRF дар зери фишори хушксолӣ дар марҳилаи чоруми барг. Маълумоти qRT-PCR дар Ҷадвали иловагии S5 нишон дода шудааст. Фарқиятҳои назаррас дар маълумот бо ҳарфҳои хурд нишон дода мешаванд.
Бо идомаи тағйирёбии иқлими ҷаҳонӣ, омӯзиши чӣ гуна зироатҳо бо фишори хушксолӣ мубориза мебаранд ва такмил додани механизмҳои таҳаммулпазирии онҳо ба мавзӯи доғи тадқиқот табдил ёфтааст18. Пас аз хушксолӣ сохтори морфологӣ, ифодаи генҳо ва равандҳои мубодилаи моддаҳои растанӣ тағир меёбад, ки метавонад боиси қатъ шудани фотосинтез ва вайроншавии мубодилаи моддаҳо гардад, ки ба ҳосил ва сифати зироатҳо таъсир мерасонад19,20,21. Вақте ки растаниҳо сигналҳои хушксолиро ҳис мекунанд, онҳо паёмнависони дуввум ба монанди Ca2 + ва фосфатидилинозитол тавлид мекунанд, консентратсияи ионҳои калсий дар дохили ҳуҷайраро зиёд мекунанд ва шабакаи танзимкунандаи роҳи фосфоризатсияи сафедаҳоро фаъол мекунанд22,23. Протеини ниҳоии ҳадаф бевосита дар муҳофизати ҳуҷайра иштирок мекунад ё ифодаи генҳои стресси алоқамандро тавассути TF-ҳо танзим мекунад ва таҳаммулпазирии растаниҳоро ба стресс афзоиш медиҳад24,25. Ҳамин тариқ, TF дар вокуниш ба фишори хушксолӣ нақши муҳим мебозанд. Мувофиқи пайдарпаӣ ва хосиятҳои пайвасткунандаи ДНК-и TF-ҳои ба фишори хушксолӣ вокуниш нишондода, TF-ҳоро ба оилаҳои гуногун, аз қабили GRF, ERF, MYB, WRKY ва дигар оилаҳо тақсим кардан мумкин аст26.
Оилаи генҳои GRF як навъи TF-и хоси растанӣ мебошад, ки дар ҷанбаҳои гуногун, аз қабили афзоиш, рушд, интиқоли сигнал ва аксуламалҳои дифои растанӣ нақши муҳим мебозад27. Азбаски аввалин гени GRF дар O. sativa28 муайян карда шуд, дар бисёр намудҳо генҳои GRF бештар муайян карда шуданд ва нишон доданд, ки ба афзоиши растанӣ, рушд ва аксуламали стресс таъсир мерасонанд8, 29, 30,31,32. Бо нашри пайдарпаии геномҳои Brassica juncea, муайян кардани оилаи генҳои BjGRF имконпазир гардид33. Дар ин таҳқиқот, 34 генҳои BjGRF дар тамоми геноми хардал муайян карда шуданд ва дар асоси мавқеи хромосомаи онҳо BjGRF01-BjGRF34 номгузорӣ шуданд. Ҳамаи онҳо дорои доменҳои хеле ҳифзшудаи QLQ ва WRC мебошанд. Таҳлили хосиятҳои физикӣ-химиявӣ нишон дод, ки фарқиятҳо дар ададҳои аминокислотаҳо ва вазнҳои молекулавии сафедаҳои BjGRF (ба истиснои BjGRF28) назаррас набуданд, ки ин нишон медиҳад, ки аъзоёни оилаи BjGRF метавонанд вазифаҳои шабеҳ дошта бошанд. Таҳлили сохтори генҳо нишон дод, ки 64,7% генҳои BjGRF 4 экзон доранд, ки ин нишон медиҳад, ки сохтори генҳои BjGRF дар эволютсия нисбатан ҳифз шудааст, аммо шумораи экзонҳо дар генҳои BjGRF10, BjGRF16, BjGRP28 ва BjGRF29 зиёдтар аст. Тадқиқотҳо нишон доданд, ки илова ё нест кардани экзонҳо ё интронҳо метавонад боиси тафовут дар сохтор ва функсияи ген гардад ва ба ин васила генҳои нав эҷод кунад34,35,36. Аз ин рӯ, мо тахмин мезанем, ки интрони BjGRF ҳангоми эволютсия гум шудааст, ки метавонад боиси тағирёбии функсияи ген гардад. Мувофиқи таҳқиқоти мавҷуда, мо инчунин фаҳмидем, ки шумораи интронҳо бо ифодаи ген алоқаманданд. Вақте ки шумораи интронҳо дар ген зиёд аст, ген метавонад ба омилҳои гуногуни номусоид зуд ҷавоб диҳад.
Дупликатсияи генҳо омили асосии эволютсияи геномӣ ва генетикӣ мебошад37. Тадқиқотҳои алоқаманд нишон доданд, ки такрори генҳо на танҳо шумораи генҳои GRF-ро зиёд мекунад, балки ҳамчун воситаи тавлиди генҳои нав барои мутобиқ шудан ба растаниҳо ба шароити номусоиди муҳити зист кӯмак мекунад38. Дар ин тадқиқот ҳамагӣ 48 ҷуфтҳои генҳои такрорӣ пайдо шуданд, ки ҳамаи онҳо такрори сегменталӣ буданд, ки нишон медиҳанд, ки такрорҳои сегменталӣ механизми асосии афзоиши шумораи генҳо дар ин оила мебошанд. Дар адабиёт гузориш дода шудааст, ки такрори сегменталӣ метавонад ба тақвияти аъзоёни генҳои GRF дар Арабидопсис ва Тарбуз мусоидат кунад ва дар ҳеҷ яке аз намудҳо такрори тандемии ин оилаи ген пайдо нашудааст27,39. Натиҷаҳои ин таҳқиқот бо таҳқиқоти мавҷуда дар бораи Arabidopsis thaliana ва оилаҳои Тарбуз мувофиқанд ва нишон медиҳанд, ки оилаи GRF метавонад шумораи генҳоро афзоиш диҳад ва тавассути такрори сегменталӣ дар растаниҳои гуногун генҳои нав тавлид кунад.
Дар ин таҳқиқот, ҳамагӣ 34 генҳои BjGRF дар хардал муайян карда шуданд, ки ба 3 зерфамилия тақсим карда шуданд. Ин генҳо мотивҳо ва сохторҳои генҳои монандро нишон доданд. Таҳлили ҳамоҳангӣ 48 ҷуфт такрори сегментҳоро дар хардал ошкор кард. Минтақаи промоутер BjGRF дорои унсурҳои cis-амалкунанда мебошад, ки бо вокуниши рӯшноӣ, вокуниши гормоналӣ, вокуниш ба фишори муҳити зист ва афзоиш ва рушд алоқаманданд. Ифодаи 34 генҳои BjGRF дар марҳилаи навниҳоли хардал (решаҳо, пояҳо, баргҳо) ва шакли ифодаи 10 генҳои BjGRF дар шароити хушксолӣ муайян карда шуд. Муайян карда шуд, ки шаклҳои ифодаи генҳои BjGRF дар фишори хушксолӣ шабеҳ буданд ва метавонанд монанд бошанд. иштирок дар хушксолӣ Танзими маҷбурӣ. Генҳои BjGRF03 ва BjGRF32 метавонанд дар фишори хушксолӣ нақши мусбати танзимкунанда бозанд, дар ҳоле ки BjGRF06 ва BjGRF23 дар фишори хушксолӣ ҳамчун генҳои ҳадафи miR396 нақш мебозанд. Умуман, таҳқиқоти мо барои кашфи ояндаи функсияи генҳои BjGRF дар растаниҳои Brassicaceae заминаи биологӣ фароҳам меорад.
Тухми хардалро, ки дар ин тачриба истифода бурда мешавад, Институти тадкикоти илмии тухмии равгани Гуйчжоуи Академияи илмхои хочагии кишлоки Гуйчжоу додааст. Тамоми тухмиро интихоб карда, дар хок шинонед (субстрат: хок = 3:1) ва пас аз марҳилаи чорбарг решаҳо, пояҳо ва баргҳоро ҷамъ кунед. Растаниҳо бо 20% PEG 6000 коркард карда шуданд, то хушксолӣ монанд карда шаванд ва баргҳо пас аз 0, 3, 6, 12 ва 24 соат ҷамъ карда шуданд. Ҳама намунаҳои растанӣ фавран дар нитрогени моеъ ях карда шуданд ва сипас дар яхдони -80 ° C барои санҷиши навбатӣ нигоҳ дошта шуданд.
Ҳама маълумоте, ки дар давоми ин тадқиқот гирифта ё таҳлил карда шудаанд, ба мақолаи нашршуда ва файлҳои иттилоотии иловагӣ дохил карда шудаанд.
Вақти фиристодан: январ-22-2025