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転写因子（TFS）およびRNA結合タンパク質（RBP）を含む調節因子の解明、基礎となる遺伝子転写および転写後の共調節ネットワークは、植物の冷たい反応を理解するための鍵です。以前の研究は主に単一の種で行われ、レギュレーターが異なる種で保存されているかどうかはとらえどころのないままです。ここでは、Rosidsの初期進化（99〜113百万年前）で発散した3種を選択し、寒冷応答性の植物吸虫式実験を行い、統合クロマチン免疫沈降およびDNA親和性精製（CHIP/DAP-SEQ）分析（CHIP/DAP-SEQ）分析を行いました。冷たい応答性の規制当局とその規制ネットワークを探索する。最初に、各種で1万を超える冷たい誘発性差異発現遺伝子（degs）と代替スプライシング遺伝子（DASG）を検出しました。DEGの中で、TFSとRBPのセットがRosid Cold Responseで保存されていました。TFSと比較して、RBPは遅延寒冷応答パターンを示し、DEGとDASGの階層的調節を意味します。DEGとDASGを統合することにより、3つの研究された3種すべてで転写後レベルと転写後レベルの両方でコールドレギュレートされた259の重複したDasg Orthogroup（密接に関連するホモログ）を特定しました。特に、3つの種の各deg、dasg、およびde-dasgの経路分析は、概日リズムに関連する共通の濃縮を示しました。明らかに、226の冷イン的な遺伝子は、少なくとも2つの概日リズム成分（CCA1、LHY、RV4、RVE7、およびRVE8）によって直接標的とされました。最後に、Rosidsのサーカディアン成分によって発売された転写および転写後レベルでの寒冷応答性の調節ネットワークの古代の階層を明らかにしました。全体として、この研究は、分岐後の長い進化の歴史にもかかわらず、rosid種全体の寒冷応答性調節ネットワークの根底にある保存された調節因子に光を当てています。
転写因子（TFS）およびRNA結合タンパク質（RBP）を含む調節因子の解明、基礎となる遺伝子転写および転写後の共調節ネットワークは、植物の冷たい反応を理解するための鍵です。以前の研究は主に単一の種で行われ、レギュレーターが異なる種で保存されているかどうかはとらえどころのないままです。ここでは、Rosidsの初期進化（99〜113百万年前）で発散した3種を選択し、寒冷応答性の植物吸虫式実験を行い、統合クロマチン免疫沈降およびDNA親和性精製（CHIP/DAP-SEQ）分析（CHIP/DAP-SEQ）分析を行いました。冷たい応答性の規制当局とその規制ネットワークを探索する。最初に、各種で1万を超える冷たい誘発性差異発現遺伝子（degs）と代替スプライシング遺伝子（DASG）を検出しました。DEGの中で、TFSとRBPのセットがRosid Cold Responseで保存されていました。TFSと比較して、RBPは遅延寒冷応答パターンを示し、DEGとDASGの階層的調節を意味します。DEGとDASGを統合することにより、3つの研究された3種すべてで転写後レベルと転写後レベルの両方でコールドレギュレートされた259の重複したDasg Orthogroup（密接に関連するホモログ）を特定しました。特に、3つの種の各deg、dasg、およびde-dasgの経路分析は、概日リズムに関連する共通の濃縮を示しました。明らかに、226の冷イン的な遺伝子は、少なくとも2つの概日リズム成分（CCA1、LHY、RV4、RVE7、およびRVE8）によって直接標的とされました。最後に、Rosidsのサーカディアン成分によって発売された転写および転写後レベルでの寒冷応答性の調節ネットワークの古代の階層を明らかにしました。全体として、この研究は、分岐後の長い進化の歴史にもかかわらず、rosid種全体の寒冷応答性調節ネットワークの根底にある保存された調節因子に光を当てています。
Elucidating regulators, including transcription factors (TFs) and RNA binding proteins (RBPs), underlying gene transcriptional and posttranscriptional co-regulatory network is key to understand plant cold responses. Previous studies were mainly conducted on single species, and whether the regulators are conserved across different species remains elusive. Here, we selected three species that diverged at the early evolution of rosids (~99-113 million years ago), performed cold-responsive phylotranscriptome experiments, and integrated chromatin immunoprecipitation- and DNA affinity purification-sequencing (ChIP/DAP-seq) analysis to explore cold-responsive regulators and their regulatory networks. First, we detected over ten thousand cold-induced differentially expressed genes (DEGs) and alternative splicing genes (DASGs) in each species. Among the DEGs, a set of TFs and RBPs were conserved in rosid cold response. Compared to TFs, RBPs displayed a delayed cold-responsive pattern, implying a hierarchical regulation of DEGs and DASGs. By integrating DEGs and DASGs, we identified 259 overlapping DE-DASG orthogroups (closely-related homologs) that were cold-regulated at both transcriptional and posttranscriptional levels in all three studied species. Notably, pathway analysis on each of the DEGs, DASGs, and DE-DASGs in the three species showed a common enrichment connected to the circadian rhythm. Evidently, 226 cold-responsive genes were directly targeted by at least two circadian rhythm components (CCA1, LHY, RV4, RVE7, and RVE8). Finally, we revealed an ancient hierarchy of cold-responsive regulatory networks at transcriptional and posttranscriptional levels launched by circadian components in rosids. Altogether, this study sheds light on conserved regulators underlying cold-responsive regulatory networks across rosid species, despite a long evolutionary history after their divergence.
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