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Plant biology (Stuttgart, Germany)2015Nov01Vol.17issue(6)

ヒマワリのGRASのような遺伝子(Helianthus Annuus L)は、トランスジェニックシロイヌナズナ植物のジベレリン含有量とx窩分裂組織の成長を変化させます

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文献タイプ:
  • Journal Article
  • Research Support, Non-U.S. Gov't
概要
Abstract

GRASタンパク質は、植物の成長と発達の調節において機能する植物転写調節因子ファミリーに属します。それらの重要な役割にもかかわらず、ヒマワリでは、Dellaドメインを持つGRAS遺伝子(Hadella1)のみが報告されています。ここでは、Dellaモチーフを欠くHelianthus Annuus(Ha-Grasl)からのGRAのような遺伝子の機能的特性評価を提供します。HA-GRASL遺伝子には、580アミノ酸をコードする1,743 bpのイントロンのないオープンリーディングフレームが含まれています。GRASドメインの保存されたモチーフは、VHIID、Pfyre、SAW、2つのLHRモチーフなど、検出されます。VHIIモチーフ内では、P-H-N-D-Q-L残基が完全に維持されます。系統解析により、Ha-graslはGRASコンセンサスツリーの4/7(SCL4/7)サブファミリーに属していることが明らかになりました。p6/p7葉原始からのadaxial境界におけるHa-grasl mRNAの蓄積は、ヒマワリの中央窩および基底窩分裂組織(AMS)の開始におけるHa-graslの役割を示唆しています。Ha-graslがシロイヌナズナの野生型植物で過剰発現すると、外側のボルトの数は、変換されていない植物とは異なる方法で増加します。ただし、HA-graslは横方向の抑制因子(LAS-4-)変異にわずかに影響します。したがって、ha-graslとlasは機能的に同等ではないと仮定します。HA-GRASLの過剰発現は、シロイヌナズナのジベレリン(ガス)の代謝流を減少させ、この修飾はAM開発に関連する可能性があります。系統解析には、同じ主要なクレードのLASとSCL4/7が含まれており、他のGRASメンバーに関するこれらの遺伝子のより最近の分離を示唆しています。私たちは、彼らの祖先のいくつかの特徴と、AM開始と成長は、LASとSCL4/7の両方で部分的に保持されることを提案します。

GRASタンパク質は、植物の成長と発達の調節において機能する植物転写調節因子ファミリーに属します。それらの重要な役割にもかかわらず、ヒマワリでは、Dellaドメインを持つGRAS遺伝子(Hadella1)のみが報告されています。ここでは、Dellaモチーフを欠くHelianthus Annuus(Ha-Grasl)からのGRAのような遺伝子の機能的特性評価を提供します。HA-GRASL遺伝子には、580アミノ酸をコードする1,743 bpのイントロンのないオープンリーディングフレームが含まれています。GRASドメインの保存されたモチーフは、VHIID、Pfyre、SAW、2つのLHRモチーフなど、検出されます。VHIIモチーフ内では、P-H-N-D-Q-L残基が完全に維持されます。系統解析により、Ha-graslはGRASコンセンサスツリーの4/7(SCL4/7)サブファミリーに属していることが明らかになりました。p6/p7葉原始からのadaxial境界におけるHa-grasl mRNAの蓄積は、ヒマワリの中央窩および基底窩分裂組織(AMS)の開始におけるHa-graslの役割を示唆しています。Ha-graslがシロイヌナズナの野生型植物で過剰発現すると、外側のボルトの数は、変換されていない植物とは異なる方法で増加します。ただし、HA-graslは横方向の抑制因子(LAS-4-)変異にわずかに影響します。したがって、ha-graslとlasは機能的に同等ではないと仮定します。HA-GRASLの過剰発現は、シロイヌナズナのジベレリン(ガス)の代謝流を減少させ、この修飾はAM開発に関連する可能性があります。系統解析には、同じ主要なクレードのLASとSCL4/7が含まれており、他のGRASメンバーに関するこれらの遺伝子のより最近の分離を示唆しています。私たちは、彼らの祖先のいくつかの特徴と、AM開始と成長は、LASとSCL4/7の両方で部分的に保持されることを提案します。

The GRAS proteins belong to a plant transcriptional regulator family that function in the regulation of plant growth and development. Despite their important roles, in sunflower only one GRAS gene (HaDella1) with the DELLA domain has been reported. Here, we provide a functional characterisation of a GRAS-like gene from Helianthus annuus (Ha-GRASL) lacking the DELLA motif. The Ha-GRASL gene contains an intronless open reading frame of 1,743 bp encoding 580 amino acids. Conserved motifs in the GRAS domain are detected, including VHIID, PFYRE, SAW and two LHR motifs. Within the VHII motif, the P-H-N-D-Q-L residues are entirely maintained. Phylogenetic analysis reveals that Ha-GRASL belongs to the SCARECROW LIKE4/7 (SCL4/7) subfamily of the GRAS consensus tree. Accumulation of Ha-GRASL mRNA at the adaxial boundaries from P6/P7 leaf primordia suggests a role of Ha-GRASL in the initiation of median and basal axillary meristems (AMs) of sunflower. When Ha-GRASL is over-expressed in Arabidopsis wild-type plants, the number of lateral bolts increases differently from untransformed plants. However, Ha-GRASL slightly affects the lateral suppressor (las-4-) mutation. Therefore, we hypothesise that Ha-GRASL and LAS are not functionally equivalent. The over-expression of Ha-GRASL reduces metabolic flow of gibberellins (GAs) in Arabidopsis and this modification could be relevant in AM development. Phylogenetic analysis includes LAS and SCL4/7 in the same major clade, suggesting a more recent separation of these genes with respect to other GRAS members. We propose that some features of their ancestor, as well as AM initiation and outgrowth, are partially retained in both LAS and SCL4/7.

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