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ジャスモン酸ZIMドメイン（JAZ）タンパク質は、植物の成長と発達と環境ストレス反応の調節に重要な役割を果たすジャスモン酸（JA）シグナル伝達経路の重要な阻害剤です。ただし、サトウキビのJAZ遺伝子ファミリーメンバーの体系的な識別と機能分析はありません。この研究では、13の染色体に不均等に分布した野生のサトウキビ種Saccharum Spontaneum Genomeから合計49のSSJAZ遺伝子が同定されました。系統解析により、すべてのSSJAZメンバーは6つのグループに分割できることが示され、ほとんどのSSJAZ遺伝子には光反応性要素とABA応答性要素が含まれていました。RNA-seq分析により、Ssjaz1-1/2/3/4およびSsjaz7-1が干ばつストレスの下で有意に上方制御されていることが明らかになりました。現代のサトウキビ栽培品種におけるSsjaz1の相同遺伝子であるScjaz1の転写レベルは、JA、PEG、およびアブシジン酸（ABA）によって上方制御されました。さらに、Scjaz1は他の3つのJAZタンパク質と相互作用してヘテロダイマーを形成することができます。空間的および時間的発現分析は、SSJAZ2-1/2/3/4が異なる組織と成長段階、および10時から18:00の間の昼夜のリズムで高度に発現していることを示しました。シロイヌナズナにおけるScjaz2の過剰発現は、ATSOC1、ATFT、およびATLFYの発現を活性化することにより開花を促進しました。さらに、SCJAZ2の転写レベルは、初期の花のようなサトウキビの品種では、非花の品種のそれよりも約30倍であり、SCJAZ2が開花を積極的に調節したことを示しています。サトウキビにおけるJAZ遺伝子ファミリーのこの最初の体系的な分析とSCJAZ1/2の機能分析は、重要な候補遺伝子を提供し、サトウキビの繁殖の基礎を築きます。
ジャスモン酸ZIMドメイン（JAZ）タンパク質は、植物の成長と発達と環境ストレス反応の調節に重要な役割を果たすジャスモン酸（JA）シグナル伝達経路の重要な阻害剤です。ただし、サトウキビのJAZ遺伝子ファミリーメンバーの体系的な識別と機能分析はありません。この研究では、13の染色体に不均等に分布した野生のサトウキビ種Saccharum Spontaneum Genomeから合計49のSSJAZ遺伝子が同定されました。系統解析により、すべてのSSJAZメンバーは6つのグループに分割できることが示され、ほとんどのSSJAZ遺伝子には光反応性要素とABA応答性要素が含まれていました。RNA-seq分析により、Ssjaz1-1/2/3/4およびSsjaz7-1が干ばつストレスの下で有意に上方制御されていることが明らかになりました。現代のサトウキビ栽培品種におけるSsjaz1の相同遺伝子であるScjaz1の転写レベルは、JA、PEG、およびアブシジン酸（ABA）によって上方制御されました。さらに、Scjaz1は他の3つのJAZタンパク質と相互作用してヘテロダイマーを形成することができます。空間的および時間的発現分析は、SSJAZ2-1/2/3/4が異なる組織と成長段階、および10時から18:00の間の昼夜のリズムで高度に発現していることを示しました。シロイヌナズナにおけるScjaz2の過剰発現は、ATSOC1、ATFT、およびATLFYの発現を活性化することにより開花を促進しました。さらに、SCJAZ2の転写レベルは、初期の花のようなサトウキビの品種では、非花の品種のそれよりも約30倍であり、SCJAZ2が開花を積極的に調節したことを示しています。サトウキビにおけるJAZ遺伝子ファミリーのこの最初の体系的な分析とSCJAZ1/2の機能分析は、重要な候補遺伝子を提供し、サトウキビの繁殖の基礎を築きます。
The JASMONATE ZIM DOMAIN (JAZ) proteins are a key inhibitors of the jasmonic acid (JA) signaling pathway that play an important role in the regulation of plant growth and development and environmental stress responses. However, there is no systematic identification and functional analysis of JAZ gene family members in sugarcane. In this study, a total of 49 SsJAZ genes were identified from the wild sugarcane species Saccharum spontaneum genome that were unevenly distributed on 13 chromosomes. Phylogenetic analysis showed that all SsJAZ members can be divided into six groups, and most of the SsJAZ genes contained photoreactive and ABA-responsive elements. RNA-seq analysis revealed that SsJAZ1-1/2/3/4 and SsJAZ7-1 were significantly upregulated under drought stress. The transcript level of ScJAZ1 which is the homologous gene of SsJAZ1 in modern sugarcane cultivars was upregulated by JA, PEG, and abscisic acid (ABA). Moreover, ScJAZ1 can interact with three other JAZ proteins to form heterodimers. The spatial and temporal expression analysis showed that SsJAZ2-1/2/3/4 were highly expressed in different tissues and growth stages and during the day-night rhythm between 10:00 and 18:00. Overexpression of ScJAZ2 in Arabidopsis accelerated flowering through activating the expression of AtSOC1, AtFT, and AtLFY. Moreover, the transcription level of ScJAZ2 was about 30-fold in the early-flowering sugarcane variety than that of the non-flowering variety, indicating ScJAZ2 positively regulated flowering. This first systematic analysis of the JAZ gene family and function analysis of ScJAZ1/2 in sugarcane provide key candidate genes and lay the foundation for sugarcane breeding.
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