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恭喜博士生翁禹豪关于鹅掌楸GRAS基因家族的研究论文在FRONT PLANT SCI上顺利发表!
发布时间:2023-09-21

2022年9月21号,南京林业大学林木细胞工程课题组在Frontiers in Plant Science上发表了题为 Genome-wide analysis of the GRAS gene family in Liriodendron chinensereveals the putative function in abiotic stress and plant development 的文章,对鹅掌楸GRAS基因家族进行了全基因组范围的鉴定和生物信息学分析,并解析了其在非生物胁迫和植物发育中的表达模式。


本研究共鉴定了49个LcGRASs基因,通过系统发育分析,发现可以分为14个亚家族

图1. 鹅掌楸GRAS基因家族系统发育树

通过domain预测,GRAS家族的蛋白均包含一个名为GRAS的domain(pfam03514),其中GRAS蛋白不同亚家族的命名主要依据为其N端的DELLA结构域(pfam12041)。

图2. 鹅掌楸GRAS家族domain和motif分析


染色体定位分析,发现除了6/12/15号染色体,其他染色体上均存在鹅掌楸GRAS基因的分布。共线性分析共鉴定了8对可能来自全基因组复制时间产生的“复制”基因对,3对串联重复基因对,以及6个近端重复基因对。

图3. 鹅掌楸GRAS基因家族共线性分析


通过对高温、干旱和低温的转录组数据分析,发现鹅掌楸GRAS基因对于不同的非生物胁迫,具有不同的转录响应。尤其是,对于PAT亚家族而言,大部分的鹅掌楸PAT基因,其表达均能够受到非生物胁迫的诱导,在高温、干旱和低温处理约24小时后,达到表达峰值。

图4. 鹅掌楸GRAS基因在非生物胁迫下的表达模式


通过高温和低温处理,收集处理24小时和48小时的样品,与对照一起,进行qRT-PCR验证,发现鹅掌楸PAT3/4/5均能够响应高温和低温处理,表达上调。

图5. 鹅掌楸PAT基因受高/低温诱导表达的qRT-PCR验证


通过瞬时转化的方法,鹅掌楸幼苗中分别过表达鹅掌楸PAT1/2/3/4/5/6,发现LcPATs基因的瞬时过表达均能够降低低温负调控基因PIF的表达,增加低温正调控基因COR基因的表达,表明LcPATs可能通过PIF和COR介导的低温抗性发挥作用。

图6. 鹅掌楸PAT基因瞬时过表达


该研究成果由南京林业大学林木细胞工程课题组完成,博士生翁禹豪为该论文的第一作者,陈金慧教授和施季森教授为通讯作者。该工作得到国家自然科学基金(32071784、32101546)、江苏省自然科学基金青年基金(BK20210614)和江苏省高校优势学科建设工程(PAPD)的联合资助。

编辑:郝兆东


Reference:

Yuhao Weng, Xinying Chen, Zhaodong Hao, Lu Lu, Xinru Wu, Jiaji Zhang, Jingxiang Wu, Jisen Shi, Jinhui Chen. Genome-wide analysis of the GRAS gene family in Liriodendron chinense reveals the putative function in abiotic stress and plant development. Frontiers in Plant Science, 2023. 14: 1211853. doi: 10.3389/fpls.2023.1211853

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