විමසීම්

නියඟ තත්වයන් යටතේ අබ වර්ධන නියාමන සාධකවල ජෙනෝමය-පුළුල් හඳුනාගැනීම සහ ප්‍රකාශන විශ්ලේෂණය

ගුයිෂෝ පළාතේ සෘතුමය වර්ෂාපතන ව්‍යාප්තිය අසමාන වන අතර වසන්ත හා ගිම්හානයේදී වැඩි වර්ෂාපතනයක් ඇති නමුත් රැප්සීඩ් බීජ පැල සරත් සෘතුවේ සහ ශීත ඍතුවේ දී නියඟ ආතතියට ගොදුරු වන අතර එය අස්වැන්නට බරපතල ලෙස බලපායි. අබ යනු ප්‍රධාන වශයෙන් ගුයිෂෝ පළාතේ වගා කරන විශේෂ තෙල් බීජ බෝගයකි. එයට ශක්තිමත් නියඟයට ඔරොත්තු දෙන අතර කඳුකර ප්‍රදේශවල වගා කළ හැකිය. එය නියඟයට ඔරොත්තු දෙන ජානවල පොහොසත් සම්පතකි. අබ ප්‍රභේද වැඩිදියුණු කිරීම සඳහා සහ විෂබීජ ප්ලාස්ම සම්පත්වල නවෝත්පාදනය සඳහා නියඟයට ඔරොත්තු දෙන ජාන සොයා ගැනීම ඉතා වැදගත් වේ. GRF පවුල ශාක වර්ධනය හා සංවර්ධනය සහ නියඟ ආතතියට ප්‍රතිචාර දැක්වීම සඳහා තීරණාත්මක කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි. වර්තමානයේ, GRF ජාන Arabidopsis 2, සහල් (Oryza sativa) 12, රැප්සීඩ් 13, කපු (Gossypium hirsutum) 14, තිරිඟු (Triticum). aestivum)15, මුතු මෙනේරි (Setaria italica)16 සහ Brassica17 හි සොයාගෙන ඇත, නමුත් අබ වල GRF ජාන අනාවරණය වී ඇති බවට වාර්තා නොමැත. මෙම අධ්‍යයනයේ දී, අබ වල GRF පවුලේ ජාන ජෙනෝමය මට්ටමින් හඳුනාගෙන ඇති අතර ඒවායේ භෞතික හා රසායනික ලක්ෂණ, පරිණාමීය සම්බන්ධතා, සමජාතීයතාව, සංරක්ෂිත චේතනා, ජාන ව්‍යුහය, ජාන අනුපිටපත්, සිස්-මූලද්‍රව්‍ය සහ බීජ පැළ අවධිය (පත්‍ර හතරේ අවධිය) විශ්ලේෂණය කරන ලදී. නියඟයට ප්‍රතිචාර දැක්වීමේදී BjGRF ජානවල විභව ක්‍රියාකාරිත්වය පිළිබඳ වැඩිදුර අධ්‍යයනයන් සඳහා විද්‍යාත්මක පදනමක් සැපයීම සහ නියඟයට ඔරොත්තු දෙන අබ බෝ කිරීම සඳහා අපේක්ෂක ජාන සැපයීම සඳහා නියඟ ආතතිය යටතේ ප්‍රකාශන රටා පුළුල් ලෙස විශ්ලේෂණය කරන ලදී.
Brassica juncea ජෙනෝමය තුළ HMMER සෙවීම් දෙකක් භාවිතා කරමින් BjGRF ජාන තිස් හතරක් හඳුනා ගන්නා ලද අතර, ඒ සියල්ලෙහිම QLQ සහ WRC වසම් අඩංගු වේ. හඳුනාගත් BjGRF ජානවල CDS අනුපිළිවෙල අතිරේක වගුව S1 හි ඉදිරිපත් කර ඇත. BjGRF01–BjGRF34 නම් කර ඇත්තේ වර්ණදේහයේ පිහිටීම අනුව ය. මෙම පවුලේ භෞතික රසායනික ගුණාංගවලින් පෙන්නුම් කරන්නේ ඇමයිනෝ අම්ල දිග ඉතා විචල්‍ය වන අතර එය 261 aa (BjGRF19) සිට 905 aa (BjGRF28) දක්වා පරාසයක පවතී. BjGRF හි සම විද්‍යුත් ලක්ෂ්‍යය 6.19 (BjGRF02) සිට 9.35 (BjGRF03) දක්වා පරාසයක පවතින අතර සාමාන්‍යය 8.33 ක් වන අතර BjGRF හි 88.24% ක් මූලික ප්‍රෝටීනයකි. BjGRF හි පුරෝකථනය කරන ලද අණුක බර පරාසය 29.82 kDa (BjGRF19) සිට 102.90 kDa (BjGRF28) දක්වා වේ; BjGRF ප්‍රෝටීන වල අස්ථායිතා දර්ශකය 51.13 (BjGRF08) සිට 78.24 (BjGRF19) දක්වා පරාසයක පවතී, සියල්ල 40 ට වඩා වැඩි ය, එයින් පෙන්නුම් කරන්නේ මේද අම්ල දර්ශකය 43.65 (BjGRF01) සිට 78.78 (BjGRF22) දක්වා පරාසයක පවතින බවයි, සාමාන්‍ය ජලාකර්ෂණීයතාව (GRAVY) -1.07 (BjGRF31) සිට -0.45 (BjGRF22) දක්වා පරාසයක පවතී, සියලුම ජලාකර්ෂණීය BjGRF ප්‍රෝටීන වල සෘණ ගුරුත්වාකර්ෂණ අගයන් ඇත, එය අපද්‍රව්‍ය නිසා ඇතිවන ජලභීතිකාව නොමැතිකම නිසා විය හැකිය. උප සෛලීය ප්‍රාදේශීයකරණ අනාවැකියෙන් පෙන්නුම් කළේ BjGRF කේතනය කරන ලද ප්‍රෝටීන 31ක් න්‍යෂ්ටිය තුළ ස්ථානගත කළ හැකි බවත්, BjGRF04 පෙරොක්සිසෝමවල ස්ථානගත කළ හැකි බවත්, BjGRF25 සයිටොප්ලාස්මයේ ස්ථානගත කළ හැකි බවත්, BjGRF28 ක්ලෝරෝප්ලාස්ට් වල ස්ථානගත කළ හැකි බවත්ය (වගුව 1), එයින් පෙන්නුම් කරන්නේ BjGRFs න්‍යෂ්ටිය තුළ ස්ථානගත කර පිටපත් කිරීමේ සාධකයක් ලෙස වැදගත් නියාමන කාර්යභාරයක් ඉටු කළ හැකි බවයි.
විවිධ විශේෂවල GRF පවුල්වල ෆයිලොජෙනටික් විශ්ලේෂණය ජාන ක්‍රියාකාරිත්වය අධ්‍යයනය කිරීමට උපකාරී වේ. එබැවින්, රැප්සීඩ් 35 ක්, ටර්නිප් 16 ක්, සහල් 12 ක්, මෙනේරි 10 ක් සහ අරාබිඩොප්සිස් GRF 9 ක සම්පූර්ණ දිග ඇමයිනෝ අම්ල අනුපිළිවෙල බාගත කර හඳුනාගත් BjGRF ජාන 34 ක් මත පදනම්ව ෆයිලොජෙනටික් ගසක් ඉදිකරන ලදී (රූපය 1). උප පවුල් තුනෙහි විවිධ සාමාජිකයින් සංඛ්‍යාවක් අඩංගු වේ; GRF TF 116 ක් විවිධ උප පවුල් තුනකට (A~C කාණ්ඩ) බෙදා ඇති අතර, පිළිවෙලින් GRF වලින් 59 (50.86%), 34 (29.31%) සහ 23 (19.83)% අඩංගු වේ. ඔවුන් අතර, BjGRF පවුලේ සාමාජිකයින් 34 දෙනෙකු උප පවුල් 3 ක් පුරා විසිරී සිටිති: A කාණ්ඩයේ සාමාජිකයින් 13 ක් (38.24%), B කාණ්ඩයේ සාමාජිකයින් 12 ක් (35.29%) සහ C කාණ්ඩයේ සාමාජිකයින් 9 ක් (26.47%). අබ බහු අවයවීකරණ ක්‍රියාවලියේදී, විවිධ උප පවුල්වල BjGRF ජාන ගණන වෙනස් වන අතර, ජාන විස්තාරණය සහ අලාභය සිදුවී තිබිය හැකිය. C කාණ්ඩයේ සහල් සහ මෙනේරි GRF ව්‍යාප්තියක් නොමැති බවත්, B කාණ්ඩයේ සහල් GRF 2 ක් සහල් GRF 1 ක් ඇති බවත්, සහල් සහ මෙනේරි GRF බොහොමයක් එක් ශාඛාවක කාණ්ඩගත කර ඇති බවත්, එයින් පෙන්නුම් කරන්නේ BjGRF ඩයිකොට් සමඟ සමීපව සම්බන්ධ වන බවයි. ඒවා අතර, අරාබිඩොප්සිස් තාලියානා හි GRF ක්‍රියාකාරිත්වය පිළිබඳ වඩාත් ගැඹුරු අධ්‍යයනයන් BjGRF වල ක්‍රියාකාරී අධ්‍යයනයන් සඳහා පදනමක් සපයයි.
බ්‍රැසිකා නැපස්, බ්‍රැසිකා නැපස්, සහල්, මෙනේරි සහ අරාබිඩොප්සිස් තාලියානා GRF පවුලේ සාමාජිකයන් ඇතුළු අබ වල ෆයිලොජෙනටික් ගස.
අබ GRF පවුලේ පුනරාවර්තන ජාන විශ්ලේෂණය. පසුබිමේ ඇති අළු රේඛාව අබ ජෙනෝමයේ සමමුහුර්ත බ්ලොක් එකක් නියෝජනය කරයි, රතු රේඛාව BjGRF ජානයේ ඛණ්ඩිත පුනරාවර්තන යුගලයක් නියෝජනය කරයි;
සිව්වන පත්‍ර අවධියේදී නියඟ ආතතිය යටතේ BjGRF ජාන ප්‍රකාශනය. qRT-PCR දත්ත අතිරේක වගුව S5 හි දක්වා ඇත. දත්තවල සැලකිය යුතු වෙනස්කම් කුඩා අකුරු මගින් දැක්වේ.
ගෝලීය දේශගුණය අඛණ්ඩව වෙනස් වන විට, බෝග නියඟ ආතතියට මුහුණ දෙන ආකාරය අධ්‍යයනය කිරීම සහ ඒවායේ ඉවසීමේ යාන්ත්‍රණයන් වැඩිදියුණු කිරීම උණුසුම් පර්යේෂණ මාතෘකාවක් බවට පත්ව ඇත18. නියඟයෙන් පසු, ශාකවල රූප විද්‍යාත්මක ව්‍යුහය, ජාන ප්‍රකාශනය සහ පරිවෘත්තීය ක්‍රියාවලීන් වෙනස් වනු ඇති අතර, එය ප්‍රභාසංස්ලේෂණය සහ පරිවෘත්තීය කැළඹීම් නැවැත්වීමට හේතු විය හැකි අතර, එය බෝගවල අස්වැන්න හා ගුණාත්මක භාවයට බලපායි19,20,21. ශාක නියඟ සංඥා දැනෙන විට, ඒවා Ca2+ සහ පොස්ෆැටයිඩිලිනොසිටෝල් වැනි දෙවන පණිවිඩකරුවන් නිපදවයි, අන්තර් සෛලීය කැල්සියම් අයන සාන්ද්‍රණය වැඩි කරයි සහ ප්‍රෝටීන් පොස්පරීකරණය මාර්ගයේ නියාමන ජාලය සක්‍රීය කරයි22,23. අවසාන ඉලක්කගත ප්‍රෝටීනය සෛලීය ආරක්ෂාවට සෘජුවම සම්බන්ධ වේ හෝ TF හරහා අදාළ ආතති ජාන ප්‍රකාශනය නියාමනය කරයි, ආතතියට ශාක ඉවසීම වැඩි කරයි24,25. මේ අනුව, නියඟ ආතතියට ප්‍රතිචාර දැක්වීමේදී TFs තීරණාත්මක කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි. නියඟ ආතතියට ප්‍රතිචාර දක්වන TF වල අනුපිළිවෙල සහ DNA බන්ධන ගුණාංග අනුව, TFs GRF, ERF, MYB, WRKY සහ අනෙකුත් පවුල් වැනි විවිධ පවුල්වලට බෙදිය හැකිය26.
GRF ජාන පවුල යනු වර්ධනය, සංවර්ධනය, සංඥා සම්ප්‍රේෂණය සහ ශාක ආරක්ෂක ප්‍රතිචාර වැනි විවිධ අංශවල වැදගත් කාර්යභාරයක් ඉටු කරන ශාක-විශේෂිත TF වර්ගයකි27. පළමු GRF ජානය O. sativa28 හි හඳුනාගත් දා සිට, බොහෝ විශේෂවල වැඩි වැඩියෙන් GRF ජාන හඳුනාගෙන ඇති අතර ශාක වර්ධනය, සංවර්ධනය සහ ආතති ප්‍රතිචාරයට බලපාන බව පෙන්වා දී ඇත8, 29, 30,31,32. Brassica juncea ජෙනෝම අනුපිළිවෙල ප්‍රකාශයට පත් කිරීමත් සමඟ, BjGRF ජාන පවුල හඳුනා ගැනීමට හැකි විය33. මෙම අධ්‍යයනයේ දී, මුළු අබ ජෙනෝමය තුළම BjGRF ජාන 34 ක් හඳුනාගෙන ඒවායේ වර්ණදේහ පිහිටීම මත පදනම්ව BjGRF01–BjGRF34 ලෙස නම් කරන ලදී. ඒ සියල්ලෙහිම ඉතා සංරක්ෂිත QLQ සහ WRC වසම් අඩංගු වේ. භෞතික රසායනික ගුණාංග විශ්ලේෂණය කිරීමෙන් පෙන්නුම් කළේ BjGRF ප්‍රෝටීන වල ඇමයිනෝ අම්ල සංඛ්‍යා සහ අණුක බරෙහි වෙනස්කම් (BjGRF28 හැර) සැලකිය යුතු නොවන බවයි, එයින් පෙන්නුම් කරන්නේ BjGRF පවුලේ සාමාජිකයින්ට සමාන කාර්යයන් තිබිය හැකි බවයි. ජාන ව්‍යුහ විශ්ලේෂණයෙන් පෙන්නුම් කළේ BjGRF ජානවලින් 64.7% ක එක්සෝන 4 ක් අඩංගු බවයි, එයින් පෙන්නුම් කරන්නේ BjGRF ජාන ව්‍යුහය පරිණාමයේ දී සාපේක්ෂව සංරක්ෂණය කර ඇති නමුත් BjGRF10, BjGRF16, BjGRP28 සහ BjGRF29 ජානවල එක්සෝන ගණන විශාල බවයි. අධ්‍යයනයන් පෙන්වා දී ඇත්තේ එක්සෝන හෝ ඉන්ට්‍රෝන එකතු කිරීම හෝ මකා දැමීම ජාන ව්‍යුහයේ සහ ක්‍රියාකාරිත්වයේ වෙනස්කම් වලට හේතු විය හැකි බවත්, එමඟින් නව ජාන 34,35,36 නිර්මාණය කළ හැකි බවත්ය. එබැවින්, පරිණාමය අතරතුර BjGRF හි ඉන්ට්‍රෝනය නැති වූ බවත්, එය ජාන ක්‍රියාකාරිත්වයේ වෙනස්කම් ඇති කළ හැකි බවත් අපි අනුමාන කරමු. පවතින අධ්‍යයනයන්ට අනුකූලව, ඉන්ට්‍රෝන ගණන ජාන ප්‍රකාශනය සමඟ සම්බන්ධ වී ඇති බවත් අපට පෙනී ගියේය. ජානයක ඇති ඉන්ට්‍රෝන ගණන විශාල වූ විට, ජානයට විවිධ අහිතකර සාධක වලට ඉක්මනින් ප්‍රතිචාර දැක්විය හැකිය.
ජාන අනුපිටපත් කිරීම ජානමය සහ ජාන පරිණාමයේ ප්‍රධාන සාධකයකි37. අදාළ අධ්‍යයනයන් පෙන්වා දී ඇත්තේ ජාන අනුපිටපත් කිරීම GRF ජාන ගණන වැඩි කරනවා පමණක් නොව, විවිධ අහිතකර පාරිසරික තත්ත්වයන්ට ශාක අනුවර්තනය වීමට උපකාර කිරීම සඳහා නව ජාන ජනනය කිරීමේ මාධ්‍යයක් ලෙසද සේවය කරන බවයි38. මෙම අධ්‍යයනයේදී අනුපිටපත් ජාන යුගල 48ක් සොයා ගන්නා ලද අතර, ඒ සියල්ල ඛණ්ඩ අනුපිටපත් වූ අතර, එයින් පෙන්නුම් කරන්නේ ඛණ්ඩ අනුපිටපත් කිරීම මෙම පවුලේ ජාන ගණන වැඩි කිරීම සඳහා ප්‍රධාන යාන්ත්‍රණය බවයි. ඛණ්ඩ අනුපිටපත් කිරීම අරාබිඩොප්සිස් සහ ස්ට්‍රෝබෙරි වල GRF ජාන පවුලේ සාමාජිකයින්ගේ විස්තාරණය ඵලදායී ලෙස ප්‍රවර්ධනය කළ හැකි බව සාහිත්‍යයේ වාර්තා වී ඇති අතර, මෙම ජාන පවුලේ කිසිදු විශේෂයක ටැන්ඩම් අනුපිටපතක් හමු නොවීය27,39. මෙම අධ්‍යයනයේ ප්‍රතිඵල අරාබිඩොප්සිස් තාලියානා සහ ස්ට්‍රෝබෙරි පවුල් පිළිබඳ පවතින අධ්‍යයනයන්ට අනුකූල වන අතර, GRF පවුලට විවිධ ශාකවල ඛණ්ඩ අනුපිටපත් කිරීම හරහා ජාන ගණන වැඩි කර නව ජාන ජනනය කළ හැකි බව යෝජනා කරයි.
මෙම අධ්‍යයනයේ දී, අබ වල BjGRF ජාන 34ක් හඳුනාගෙන ඇති අතර, ඒවා උප පවුල් 3කට බෙදා ඇත. මෙම ජාන සමාන සංරක්ෂිත චේතනා සහ ජාන ව්‍යුහයන් පෙන්නුම් කළේය. සහසම්බන්ධතා විශ්ලේෂණයෙන් අබ වල කොටස් අනුපිටපත් යුගල 48ක් අනාවරණය විය. BjGRF ප්‍රවර්ධක කලාපයේ ආලෝක ප්‍රතිචාරය, හෝමෝන ප්‍රතිචාරය, පාරිසරික ආතති ප්‍රතිචාරය සහ වර්ධනය හා සංවර්ධනය සමඟ සම්බන්ධ සිස්-ක්‍රියාකාරී මූලද්‍රව්‍ය අඩංගු වේ. අබ බීජ පැළ අවධියේදී (මුල්, කඳන්, කොළ) BjGRF ජාන 34ක ප්‍රකාශනය සහ නියඟ තත්වයන් යටතේ BjGRF ජාන 10ක ප්‍රකාශන රටාව අනාවරණය විය. නියඟ ආතතිය යටතේ BjGRF ජානවල ප්‍රකාශන රටා සමාන බවත් සමාන විය හැකි බවත් සොයා ගන්නා ලදී. නියඟ බලහත්කාර නියාමනයට සම්බන්ධ වීම. BjGRF03 සහ BjGRF32 ජාන නියඟ ආතතියේදී ධනාත්මක නියාමන භූමිකාවන් ඉටු කළ හැකි අතර, BjGRF06 සහ BjGRF23 නියඟ ආතතියේදී miR396 ඉලක්ක ජාන ලෙස භූමිකාවන් ඉටු කරයි. සමස්තයක් වශයෙන්, අපගේ අධ්‍යයනය Brassicaceae ශාකවල BjGRF ජාන ක්‍රියාකාරිත්වය අනාගතයේදී සොයා ගැනීම සඳහා ජීව විද්‍යාත්මක පදනමක් සපයයි.
මෙම අත්හදා බැලීමේදී භාවිතා කරන ලද අබ ඇට, ගුයිෂෝ කෘෂිකර්ම විද්‍යා ඇකඩමියේ ගුයිෂෝ තෙල් බීජ පර්යේෂණ ආයතනය විසින් සපයන ලදී. සම්පූර්ණ බීජ තෝරා පසෙහි සිටුවන්න (උපස්ථරය: පස = 3:1), සහ කොළ හතරේ අවධියෙන් පසු මුල්, කඳන් සහ කොළ එකතු කරන්න. නියඟය අනුකරණය කිරීම සඳහා ශාක 20% PEG 6000 සමඟ ප්‍රතිකාර කරන ලද අතර, පැය 0, 3, 6, 12 සහ 24 කට පසු කොළ එකතු කරන ලදී. සියලුම ශාක සාම්පල වහාම ද්‍රව නයිට්‍රජන් තුළ ශීත කළ අතර ඊළඟ පරීක්ෂණය සඳහා -80°C ශීතකරණයක ගබඩා කරන ලදී.
මෙම අධ්‍යයනයේදී ලබාගත් හෝ විශ්ලේෂණය කරන ලද සියලුම දත්ත ප්‍රකාශිත ලිපියේ සහ අතිරේක තොරතුරු ගොනුවල ඇතුළත් කර ඇත.


පළ කළ කාලය: ජනවාරි-22-2025