Семейство генов GASA у какао (Theobroma cacao, Malvaceae): полногеномная идентификация и анализ экспрессии
The GASA Gene Family in Cacao (Theobroma cacao, Malvaceae): Genome Wide Identification and Expression Analysis
Abdullah, Sahar Faraji, Furrukh Mehmood, Hafiz Muhammad Talha Malik, Ibrar Ahmed, Parviz Heidari, Peter Poczai
Аннотация (перевод)
Семейство генов gibberellic acid-stimulated Arabidopsis (GASA/GAST) широко распространено у растений и участвует в различных физиологических и биологических процессах. Эти гены также обеспечивают устойчивость к абиотическим и биотическим стрессам, включая антимикробную, противовирусную и противогрибковую активность. Мы заинтересованы в характеристике семейства генов GASA и определении его роли в различных физиологических и биологических процессах у Theobroma cacao. В данной работе мы сообщаем о 17 генах tcGASA, распределенных по шести хромосомам у T. cacao. Были проанализированы структура генов, промоторная область, структура белков и биохимические свойства, экспрессия и филогенетика всех tcGASAs. Филогенетический анализ разделил белки tcGASA на пять групп. Среди 17 генов tcGASA было идентифицировано девять сегментно дуплицированных генов, которые образовали четыре пары и кластеризовались вместе на филогенетическом дереве. Анализ дифференциальной экспрессии показал, что большинство генов tcGASA проявляли повышенную экспрессию в семенах (какао-сырье), что указывает на их роль в развитии семян. Дифференциальная экспрессия tcGASAs была зафиксирована между толерантными и восприимчивыми сортами какао, что указывает на их возможную роль в обеспечении устойчивости к грибковым заболеваниям. Наши результаты дают новое представление о функции, эволюции и регуляторной системе генов семейства GASA у T.cacao и могут указывать на новые гены-мишени для создания устойчивых к грибкам сортов какао в селекционных программах.
Оригинальная аннотация
The gibberellic acid-stimulated Arabidopsis (GASA/GAST) gene family is widely distributed in plants and involved in various physiological and biological processes. These genes also provide resistance to abiotic and biotic stresses, including antimicrobial, antiviral, and antifungal. We are interested in characterizing the GASA gene family and determining its role in various physiological and biological process in Theobroma cacao. Here, we report 17 tcGASA genes distributed on six chromosomes in T. cacao. The gene structure, promoter region, protein structure and biochemical properties, expression, and phylogenetics of all tcGASAs were analyzed. Phylogenetic analyses divided tcGASA proteins into five groups. Among 17 tcGASA genes, nine segmentally duplicating genes were identified which formed four pairs and cluster together in phylogenetic tree. Differential expression analyses revealed that most of the tcGASA genes showed elevated expression in the seeds (cacao food), implying their role in seed development. The differential expression of tcGASAs was recorded between the tolerant and susceptible cultivars of cacao, which indicating their possible role as fungal resistant. Our findings provide new insight into the function, evolution, and regulatory system of the GASA family genes in T.cacao and may suggest new target genes for development of fungi-resistant cacao varieties in breeding programs.
Идентификаторы
Canonical: https://research.holos.house/w/633e016f-6827-4d8d-a7e8-883866cb5069
DOI: 10.3390/agronomy11071425