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Structural characterization of the DRF1 gene of Aegilops speltoides and comparison of its sequence with those of B and other Triticeae genomes
Euphytica ( IF 1.6 ) Pub Date : 2020-09-07 , DOI: 10.1007/s10681-020-02679-7
Karthikeyan Thiyagarajan , Arianna Latini , Cristina Cantale , Patrizia Galeffi

The genus Aegilops L. has been intensively investigated due to its close relationship with wheat (Triticum L.) as contributor of B and D subgenomes. Because of their vast genetic diversity, Aegilops species represent a rich source of alleles of agronomic interest, which could be used to widen the wheat gene pool and improve tolerance to diseases, pests, drought, cold and other environmental stresses. We report the isolation and characterization of the Dehydration Responsive Factor 1 (DRF1) gene in three accessions of Ae. speltoides coming from different regions of the Fertile Crescent. The DRF1 gene belongs to the DREB gene family and encodes transcription factors which play a key role in plant response to water stress. As in other cereals, the DRF1 gene in Aegilops speltoides consists of four exons and three introns and undergoes alternative splicing. A processed pseudogene was also identified and compared with the sequence of an actual mRNA transcript, breaking new ground in the understanding of the complex regulation mechanism of this gene. The genetic diversity was evaluated by comparison of inter- and intra-species variation among some Aegilops and Triticeae, by considering both the whole gene and exon 4 sequences. The phylogenetic analyses were able to cluster the sequences in well-supported clades attributable to the genomes analysed. The overall results suggest that there is a high similarity between the B and S genome copies of the DRF1 gene but also features indicating that the two genomes have evolved independently.

中文翻译:

Aegilops speltoides DRF1基因的结构特征及其与B和其他小麦基因组序列的比较

由于小麦 (Triticum L.) 作为 B 和 D 亚基因组的贡献者,它与小麦 (Triticum L.) 有着密切的关系,因此对 Aegilops L. 属进行了深入研究。由于其广泛的遗传多样性,Aegilops 物种代表了具有农艺意义的等位基因的丰富来源,可用于扩大小麦基因库并提高对疾病、害虫、干旱、寒冷和其他环境胁迫的耐受性。我们报告了 Ae 的三个种质中脱水反应因子 1 (DRF1) 基因的分离和表征。来自新月沃地不同地区的 speltoides。DRF1 基因属于 DREB 基因家族,编码的转录因子在植物对水分胁迫的响应中起关键作用。和其他谷物一样,Aegilops speltoides 中的 DRF1 基因由四个外显子和三个内含子组成,并进行可变剪接。还鉴定了一个加工过的假基因,并与实际 mRNA 转录物的序列进行了比较,为理解该基因的复杂调控机制开辟了新天地。通过考虑整个基因和外显子 4 序列,通过比较一些 Aegilops 和小麦科的种间和种内变异来评估遗传多样性。系统发育分析能够对归因于所分析基因组的充分支持的进化枝中的序列进行聚类。总体结果表明 DRF1 基因的 B 和 S 基因组拷贝之间存在高度相似性,但也表明这两个基因组独立进化的特征。还鉴定了一个加工过的假基因,并与实际 mRNA 转录物的序列进行了比较,为理解该基因的复杂调控机制开辟了新天地。通过考虑整个基因和外显子 4 序列,通过比较一些 Aegilops 和小麦科的种间和种内变异来评估遗传多样性。系统发育分析能够对归因于所分析基因组的充分支持的进化枝中的序列进行聚类。总体结果表明 DRF1 基因的 B 和 S 基因组拷贝之间存在高度相似性,但也表明这两个基因组独立进化的特征。还鉴定了一个加工过的假基因,并与实际 mRNA 转录物的序列进行了比较,为理解该基因的复杂调控机制开辟了新天地。通过考虑整个基因和外显子 4 序列,通过比较一些 Aegilops 和小麦科的种间和种内变异来评估遗传多样性。系统发育分析能够对归因于所分析基因组的充分支持的进化枝中的序列进行聚类。总体结果表明 DRF1 基因的 B 和 S 基因组拷贝之间存在高度相似性,但也表明这两个基因组独立进化的特征。通过考虑整个基因和外显子 4 序列,通过比较一些 Aegilops 和小麦科的种间和种内变异来评估遗传多样性。系统发育分析能够对归因于所分析基因组的充分支持的进化枝中的序列进行聚类。总体结果表明 DRF1 基因的 B 和 S 基因组拷贝之间存在高度相似性,但也表明这两个基因组独立进化的特征。通过考虑整个基因和外显子 4 序列,通过比较一些 Aegilops 和小麦科的种间和种内变异来评估遗传多样性。系统发育分析能够对归因于所分析基因组的充分支持的进化枝中的序列进行聚类。总体结果表明 DRF1 基因的 B 和 S 基因组拷贝之间存在高度相似性,但也表明这两个基因组独立进化的特征。
更新日期:2020-09-07
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