Цис- и трансрегуляторные варианты влияют на дифференциацию цвета цветков между видами лотоса.

[ad_1]

Цис- и трансрегуляторные варианты влияют на дифференциацию цвета цветков между видами лотоса.

Цис- и трансрегуляторные варианты у Nelumbo nucifera, Nelumbo lutea и их гибридов F1 (F1-H6, F1-H8) на основе анализа аллель-специфичной экспрессии. Кредит: Всемирный банк

Перестройка экспрессии генов часто способствует фенотипической эволюции между недавно дивергировавшимися видами. Изменения в паттернах экспрессии генов могут быть вызваны мутациями либо в цис-регуляторных областях (промоторах) самого гена, либо в транс-действующих регуляторных генах (транскрипционных факторах). Однако эффекты цис- и трансрегуляторных вариантов на полногеномном уровне экспрессии генов, приводящих к фенотипической дифференциации в органах цветка у близкородственных вновь дивергировавшихся видов, не очень ясны.

Исследователи из Уханьского ботанического сада Китайской академии наук (CAS) выбрали два вида лотоса, Nelumbo nucifera с красными цветами и Nelumbo lutea с желтыми цветами в Nelumbo, а также их гибриды F1 в качестве экспериментальных объектов. На основе однонуклеотидных полиморфизмов, полученных в результате повторного секвенирования и секвенирования транскриптома среди родителей и гибридов F1, был проведен глобальный аллель-специфический анализ экспрессии, чтобы выявить относительный вклад цис- и трансрегуляторных расхождений по всему геному в дифференциацию окраски цветков у гибридов F1. межвидовой.

В сочетании с содержанием общих антоцианидинов и каротиноидов в высокоэффективной жидкостной хроматографии они сосредоточились на роли цис- и трансрегуляторных вариантов ключевых генов, участвующих в путях биосинтеза антоцианов и каротиноидов.

Результаты показали, что трансрегуляторные варианты имеют более высокую корреляцию с дифференциацией экспрессии генов в тканях лепестков между двумя видами. А гены со значительно более высокой экспрессией у N. lutea, как правило, регулируются трансрегуляторными вариантами.

Кроме того, хабовые гены в модулях взвешенных сетей совместной экспрессии, связанных с антоцианинами и каротиноидами, предпочтительно регулировались транс-только с доминантным наследованием, что включало перестройку регуляторных сетей генов антоцианов и каротиноидов между двумя видами.

Цис- и трансрегуляторные варианты влияют на дифференциацию цвета цветков между видами лотоса.

Гены из разных цис- и трансрегуляторных вариантов демонстрируют разные способы наследования. Кредит: Всемирный банк

Гены с различными регуляторными категориями предпочитали специфический способ наследования экспрессии генов у гибридов F1. Гены под цис-только и транс-только регуляцией были значительно обогащены для аддитивного наследования и доминантного наследования, соответственно.

Кроме того, гены с антагонистическими цис- и транс-эффектами (цис-транс-компенсирующие регуляторные варианты и цис-транс-компенсаторные регуляторные варианты) показали значительное обогащение трансгрессивного наследования.

При плейотропных ограничениях гены с только транс-регуляцией демонстрируют относительно большую широту экспрессии и более высокий уровень экспрессии, чем гены с только цис-регуляцией. Они с большей вероятностью сохранялись после дупликации всего генома у лотоса и подвергались более высокому избирательному давлению.

Было несколько известных генов в цис- и трансрегуляторных вариантах в модулях анализа взвешенной корреляционной сети, участвующих в пути биосинтеза антоцианов и пути биосинтеза каротиноидов.

Ген антоцианин-5-ароматической ацилтрансферазы подвергался цис-транс-компенсирующей регуляции, а ген глутатион-s-трансферазы F11 с цис-транс-усиливающей регуляцией демонстрировал гораздо более высокую экспрессию в N. nucifera, что способствовало накоплению антоцианов.

Уровень экспрессии гена ликопин-ε-циклазы был значительно выше у N. lutea, что способствовало накоплению каротиноидов, что свидетельствует о наличии цис- и трансрегуляторных вариантов, участвующих в перестройке регуляторных сетей генов антоцианов и каротиноидов.

Различия в экспрессии этих трех генов оказали важное влияние на дифференциацию окраски цветков между двумя видами лотоса. Результаты этого исследования дают новый взгляд на генетический механизм фенотипического полиморфизма у Nelumbo.

Это исследование было опубликовано в Физиология растенийпод названием «Наследование экспрессии и ограничения на цис- и трансрегуляторные мутации, лежащие в основе вариаций цвета лотоса».

Дополнительная информация:
Zhiyan Gao et al. Наследование экспрессии и ограничения на цис- и трансрегуляторные мутации, лежащие в основе изменчивости цвета лотоса, Физиология растений (2022). DOI: 10.1093/plphys/kiac522

Предоставлено Китайской академией наук

Цитата: Цис- и трансрегуляторные варианты влияют на дифференциацию окраски цветков между видами лотоса (2023 г., 11 января), получено 11 января 2023 г. с https://phys.org/news/2023-01-cis-and-trans-regulatory-variants- аффект-дифференциация.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением любой честной сделки с целью частного изучения или исследования, никакая часть не может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в ознакомительных целях.



[ad_2]

Source link

(Посещений всего:14 times, 1)

Вячеслав

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Next Post

Мужчины, не проявляющие интереса к сексу, рискуют умереть раньше времени, - исследование

Ср Янв 11 , 2023
[ad_1] Результаты исследования опубликованы в журнале ПЛОС Один. Абстрактный Задний план Сексуальный интерес необходим для поддержания положительных сексуальных отношений и сексуальной функции, которые недавно были признаны важными показателями хорошего здоровья и качества жизни. Здесь мы проспективно исследовали связь между сексуальным интересом и смертностью в сообществе. Результаты За время наблюдения (медиана: […]
фото

Вам может понравиться