Гүйжөү мужид хур тунадасны улирлын хуваарилалт жигд бус, хавар, зуны улиралд хур тунадас ихтэй байдаг ч рапс тарьц нь намар, өвлийн улиралд ган гачигт өртөмтгий байдаг бөгөөд энэ нь ургацад ноцтой нөлөөлдөг. Гич бол Гуйжоу мужид голчлон ургадаг тосны ургамлын тусгай ургамал юм. Энэ нь ганд тэсвэртэй бөгөөд уулархаг газарт ургаж болно. Энэ нь ганд тэсвэртэй генийн баялаг нөөц юм. Ганд тэсвэртэй генийг илрүүлэх нь гичийн сортуудыг сайжруулахад чухал ач холбогдолтой юм. болон үр хөврөлийн нөөцийн шинэчлэл. GRF-ийн гэр бүл нь ургамлын өсөлт, хөгжил, гангийн стрессийн хариу урвалд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Одоогийн байдлаар Арабидопсис 2, цагаан будаа (Oryza sativa) 12, рапс 13, хөвөн (Gossypium hirsutum) 14, улаан буудай (Triticum) -д GRF генүүд илэрсэн байна. aestivum)15, сувдан шар будаа (Setaria italica)16 болон Brassica17 боловч гичээс илэрсэн GRF генийн тухай мэдээлэл байхгүй байна. Энэхүү судалгаагаар гичийн GRF овгийн генийг геномын хэмжээнд тодорхойлж, тэдгээрийн физик, химийн шинж чанар, хувьслын хамаарал, гомологи, хадгалагдсан сэдэл, генийн бүтэц, генийн давхардал, cis-элементүүд, суулгацын үе шат (дөрвөн навчит үе) зэрэгт дүн шинжилгээ хийсэн. Ган гачигт тэсвэртэй гичийг үржүүлэхэд нэр дэвшигч генээр хангахын тулд BjGRF генүүдийн ган гачигт хариу үйлдэл үзүүлэх боломжийн талаар цаашдын судалгаанд шинжлэх ухааны үндэслэл болгох үүднээс гангийн стрессийн үеийн илэрхийлэлийн хэв маягийг иж бүрэн шинжилсэн.
Хоёр HMMER хайлтыг ашиглан Brassica juncea геномд 34 BjGRF генийг тодорхойлсон бөгөөд тэдгээр нь бүгд QLQ болон WRC домэйнүүдийг агуулдаг. Тодорхойлогдсон BjGRF генүүдийн CDS дарааллыг нэмэлт хүснэгт S1-д үзүүлэв. BjGRF01–BjGRF34 нь хромосом дээрх байршлаас хамааран нэрлэгдсэн байдаг. Энэ гэр бүлийн физик-химийн шинж чанар нь амин хүчлийн урт нь 261 аа (BjGRF19) -аас 905 аа (BjGRF28) хооронд хэлбэлздэг болохыг харуулж байна. BjGRF-ийн изоэлектрик цэг нь 6.19 (BjGRF02) - 9.35 (BjGRF03) хооронд дунджаар 8.33, BjGRF-ийн 88.24% нь үндсэн уураг юм. BjGRF-ийн таамагласан молекул жингийн хүрээ нь 29.82 кДа (BjGRF19) -аас 102.90 кДа (BjGRF28); BjGRF уургийн тогтворгүй байдлын индекс нь 51.13 (BjGRF08) -аас 78.24 (BjGRF19) хооронд хэлбэлздэг, бүгд 40-өөс их байгаа нь өөх тосны хүчлийн индекс 43.65 (BjGRF01) -ээс 78.78 (BjGRF22) хооронд хэлбэлзэж байгааг харуулж байна. -1.07 (BjGRF31) -0.45 (BjGRF22) хүртэл бүх гидрофиль BjGRF уургууд нь GRAVY-ийн сөрөг утгатай бөгөөд энэ нь үлдэгдэлээс үүссэн гидрофобик чанаргүйтэй холбоотой байж болох юм. Эсийн доорх локалчлалын таамаглал нь BjGRF-ийн кодлогдсон 31 уураг цөмд, BjGRF04 нь пероксисомд, BjGRF25 нь цитоплазмд, BjGRF28 нь хлоропластуудад байршдаг (Хүснэгт 1) нь BjGRF-ийн кодлогдсон уураг нь цөмд байршдаг болохыг харуулж байна (Хүснэгт 1). транскрипцийн хүчин зүйл.
Төрөл бүрийн зүйлийн GRF гэр бүлийн филогенетик шинжилгээ нь генийн функцийг судлахад тусална. Иймд 35 рапс, 16 манжин, 12 будаа, 10 шар будаа, 9 Arabidopsis GRF-ийн бүрэн хэмжээний амин хүчлийн дарааллыг татаж, BjGRF-ийн тодорхойлсон 34 генд үндэслэн филогенетик модыг бүтээсэн (Зураг 1). Гурван дэд бүлгүүд өөр өөр тооны гишүүдийг агуулдаг; 116 GRF TF нь 59 (50.86%), 34 (29.31%) болон 23 (19.83)% -ийг агуулсан гурван өөр дэд бүлэгт (A~C бүлэг) хуваагддаг. Тэдгээрийн дотроос BjGRF-ийн 34 гишүүн 3 дэд бүлгээр тархсан байна: А бүлэгт 13 гишүүн (38.24%), Б бүлэгт 12 гишүүн (35.29%), С бүлгийн 9 гишүүн (26.47%). Гичийн полиплоидизацийн явцад янз бүрийн дэд бүлгүүдийн BjGRF-ийн генийн тоо өөр өөр байдаг бөгөөд генийн олшролт, алдагдал гарсан байж магадгүй юм. С бүлэгт цагаан будаа, шар будааны ГРФ-ын тархалт байхгүй, харин Б бүлэгт цагаан будааны 2, шар будаа 1 ширхэг байдаг ба ихэнх цагаан будаа, шар будааны ГНФ нь нэг салаанд хуваагдаж байгаа нь BjGRF нь дикоттой нягт холбоотой болохыг харуулж байна. Тэдгээрийн дотроос Arabidopsis thaliana дахь GRF функцийн талаархи хамгийн гүнзгий судалгаанууд нь BjGRF-ийн функциональ судалгаанд үндэс суурь болдог.
Гичийн филогенетик мод нь Brassica napus, Brassica napus, будаа, шар будаа, Arabidopsis thaliana GRF овгийн гишүүд юм.
Гичийн GRF гэр бүлийн давтагдах генийн шинжилгээ. Арын саарал шугам нь гичийн геном дахь синхрончлогдсон блокыг, улаан шугам нь BjGRF генийн хос сегментчилсэн давталтыг илэрхийлнэ;
Дөрөв дэх навчны үе шатанд гангийн стрессийн дор BjGRF генийн илэрхийлэл. qRT-ПГУ-ын өгөгдлийг нэмэлт хүснэгт S5-д үзүүлэв. Өгөгдлийн мэдэгдэхүйц ялгааг жижиг үсгээр тэмдэглэнэ.
Дэлхийн уур амьсгал өөрчлөгдсөөр байгаа тул үр тариа гангийн стрессийг хэрхэн даван туулж, тэсвэрлэх механизмыг сайжруулах талаар судлах нь судалгааны халуун сэдэв болоод байна18. Хуурайшсаны дараа ургамлын морфологийн бүтэц, генийн илэрхийлэл, бодисын солилцооны үйл явц өөрчлөгдөж, улмаар фотосинтез зогсох, бодисын солилцоо алдагдах, үр тарианы ургац, чанарт сөргөөр нөлөөлж болзошгүй19,20,21. Ургамал гангийн дохиог мэдрэхдээ Ca2+, фосфатидилозитол зэрэг хоёр дахь элчийг үүсгэж, эсийн доторх кальцийн ионы концентрацийг нэмэгдүүлж, уургийн фосфоржилтын замын зохицуулалтын сүлжээг идэвхжүүлдэг22,23. Эцсийн зорилтот уураг нь эсийн хамгаалалтанд шууд оролцдог эсвэл TF-ээр дамжуулан холбогдох стресс генийн илэрхийлэлийг зохицуулж, ургамлын стрессийг тэсвэрлэх чадварыг нэмэгдүүлдэг24,25. Иймээс TF нь гангийн стресстэй тэмцэхэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Ганд тэсвэртэй TF-ийн дараалал болон ДНХ-тай холбогдох шинж чанараас хамааран TF-ийг GRF, ERF, MYB, WRKY болон бусад гэр бүлд хувааж болно26.
GRF генийн гэр бүл нь өсөлт, хөгжил, дохио дамжуулах, ургамлын хамгаалалтын хариу урвал зэрэг янз бүрийн чиглэлд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг ургамлын өвөрмөц TF-ийн төрөл юм27. Анхны GRF генийг O. sativa28-д илрүүлснээс хойш GRF генүүд олон төрөл зүйлд улам бүр нэмэгдэж, ургамлын өсөлт, хөгжил, стрессийн хариу урвалд нөлөөлдөг8, 29, 30,31,32. Brassica juncea геномын дараалал хэвлэгдсэнээр BjGRF генийн гэр бүлийг тодорхойлох боломжтой болсон33. Энэхүү судалгаагаар гичийн бүх геномд 34 BjGRF генийг тодорхойлж, хромосомын байрлал дээр үндэслэн BjGRF01–BjGRF34 гэж нэрлэсэн. Эдгээр нь бүгд өндөр хамгаалагдсан QLQ болон WRC домэйнүүдийг агуулдаг. Физик-химийн шинж чанаруудын шинжилгээ нь BjGRF уургийн (BjGRF28-аас бусад) амин хүчлийн тоо болон молекул жингийн ялгаа нь мэдэгдэхүйц биш байсан нь BjGRF-ийн гэр бүлийн гишүүд ижил төстэй үүрэг гүйцэтгэдэг болохыг харуулж байна. Генийн бүтцийн шинжилгээгээр BjGRF генийн 64.7%-д 4 экзон агуулагдаж байгаа нь BjGRF генийн бүтэц хувьслын явцад харьцангуй хадгалагдаж байгааг харуулж байгаа боловч BjGRF10, BjGRF16, BjGRP28, BjGRF29 генийн экзонуудын тоо илүү их байгааг харуулж байна. Экзон, интрон нэмэх, хасах нь генийн бүтэц, үйл ажиллагааны ялгааг бий болгож, улмаар шинэ генийг бий болгодог болохыг судалгаагаар тогтоосон байна34,35,36. Тиймээс бид BjGRF-ийн интрон хувьслын явцад алдагдсан бөгөөд энэ нь генийн үйл ажиллагаанд өөрчлөлт оруулж болзошгүй гэж таамаглаж байна. Одоо байгаа судалгаануудын дагуу бид интронуудын тоо нь генийн илэрхийлэлтэй холбоотой болохыг олж мэдсэн. Ген дэх интронуудын тоо их байвал ген нь янз бүрийн таагүй хүчин зүйлүүдэд хурдан хариу үйлдэл үзүүлдэг.
Генийн давхардал нь геномын болон генетикийн хувьслын гол хүчин зүйл юм37. Холбогдох судалгаанууд нь генийн давхардал нь GRF генийн тоог нэмэгдүүлээд зогсохгүй ургамлыг хүрээлэн буй орчны янз бүрийн таагүй нөхцөлд дасан зохицоход нь туслах шинэ генийг бий болгох хэрэгсэл болж байгааг харуулж байна38. Энэхүү судалгаагаар нийт 48 давхар генийн хос олдсон бөгөөд тэдгээр нь бүгд сегментчилсэн давхардал байсан нь сегментийн давхардал нь энэ гэр бүлийн генийн тоог нэмэгдүүлэх гол механизм болохыг харуулж байна. Сегментийн давхардал нь Арабидопсис болон гүзээлзгэнэ дэх GRF генийн гэр бүлийн гишүүдийн олшролтыг үр дүнтэй дэмжиж чадна гэж уран зохиолд мэдээлсэн бөгөөд энэ генийн гэр бүлийн тандем давхардал аль ч зүйлд олдсонгүй27,39. Энэхүү судалгааны үр дүн нь Arabidopsis thaliana болон гүзээлзгэний гэр бүлийн талаархи одоо байгаа судалгаатай нийцэж байгаа бөгөөд GRF гэр бүл нь өөр өөр ургамлуудад сегментчилсэн хуулбарлах замаар генийн тоог нэмэгдүүлж, шинэ генийг бий болгож чадна гэдгийг харуулж байна.
Энэхүү судалгаагаар гичийн нийт 34 BjGRF генийг тодорхойлсон бөгөөд тэдгээрийг 3 дэд бүлэгт хуваасан. Эдгээр генүүд нь ижил төстэй хадгалагдсан сэдэл, генийн бүтцийг харуулсан. Коллинеарийн шинжилгээгээр гич дэх 48 хос сегментийн давхардал илэрсэн. BjGRF дэмжигч бүс нь гэрлийн хариу үйлдэл, дааврын хариу урвал, хүрээлэн буй орчны стрессийн хариу урвал, өсөлт хөгжилттэй холбоотой cis-үйл ажиллагааны элементүүдийг агуулдаг. Гичийн суулгацын үе шатанд (үндэс, иш, навч) 34 BjGRF генийн илэрхийлэл, гангийн нөхцөлд 10 BjGRF генийн илэрхийлэл илэрсэн. Гангийн стрессийн үед BjGRF генийн илэрхийлэл нь ижил төстэй бөгөөд ижил төстэй байж болох нь тогтоогдсон. ган гачигт оролцох албадлагын зохицуулалт. BjGRF03 ба BjGRF32 генүүд нь гангийн стресст эерэг зохицуулалтын үүрэг гүйцэтгэдэг бол BjGRF06 болон BjGRF23 нь miR396 зорилтот генийн хувьд гангийн стресст үүрэг гүйцэтгэдэг. Ерөнхийдөө бидний судалгаа нь Brassicaceae ургамал дахь BjGRF генийн функцийг ирээдүйд илрүүлэх биологийн үндэслэл болж өгдөг.
Энэхүү туршилтад ашигласан гичийн үрийг Гуйжоугийн Хөдөө аж ахуйн шинжлэх ухааны академийн Гуйжоугийн тосны үрийн судалгааны хүрээлэнгээс нийлүүлсэн. Үрийг бүхэлд нь сонгож, хөрсөнд (субстрат: хөрс = 3: 1) тарьж, дөрвөн навчит үе шатны дараа үндэс, иш, навчийг цуглуулна. Ургамлыг 20%-ийн PEG 6000-аар ган гачгийг дуурайлган эмчилж, 0, 3, 6, 12, 24 цагийн дараа навчийг цуглуулсан. Ургамлын бүх дээжийг шингэн азотоор нэн даруй хөлдөөж, дараагийн туршилтанд зориулж -80 хэмийн хөлдөөгчид хадгалсан.
Энэхүү судалгааны явцад олж авсан эсвэл дүн шинжилгээ хийсэн бүх өгөгдлийг нийтэлсэн нийтлэл болон нэмэлт мэдээллийн файлд оруулсан болно.
Шуудангийн цаг: 2025 оны 1-р сарын 22-ны хооронд