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A comprehensive meta-analysis to identify transcriptional signatures of abiotic stress responses in barley (Hordeum vulgare)
Cereal Research Communications ( IF 1.6 ) Pub Date : 2020-11-26 , DOI: 10.1007/s42976-020-00107-z
Zahra Zinati , Sima Sazegari , Ahmad Tahmasebi , Azar Delavari

Barley, as one of the major cereals, possesses natural tolerance to major abiotic stresses such as drought and salinity, so that it is an outstanding model in abiotic stresses research. The study focuses on meta-analysis by combining different datasets of barley abiotic stress-related microarray data to identify stress-responsive genes and pathways. In addition to a thorough investigation to determine the up and downregulated gene sets under stress conditions, other analyses including gene ontology (GO) enrichment and protein–protein interaction network analysis were performed for a comprehensive study of differentially expressed genes under abiotic stresses. A total of 256 microarray samples from 14 different experiments were analyzed and 3723 probe sets were identified. The metabolic processes, cellular process, localization, biological regulation and regulation of biological process were the top enriched GO terms. Interestingly, the response to abiotic stress in the functional group contained the highest number of upregulated genes. In addition, the photosynthesis biological category included only downregulated genes. Fourteen genes in this category were related to photosystem II while only six genes belonged to photosystem I. Network analysis of DEGs revealed 52 and 57 genes as critical genes in down and upregulated networks, respectively; module analysis unveiled 28 and 23 clusters for up and downregulated networks. Regarding the GO analysis of modules, one upregulated cluster and two downregulated clusters exhibited a direct response to abiotic stress.

中文翻译:

一项全面的荟萃分析,以确定大麦(Hordeum vulgare)非生物胁迫反应的转录特征

大麦作为主要谷物之一,对干旱、盐分等主要非生物胁迫具有天然耐受性,是非生物胁迫研究的杰出模型。该研究侧重于通过结合大麦非生物胁迫相关微阵列数据的不同数据集进行荟萃分析,以确定胁迫响应基因和途径。除了确定胁迫条件下上调和下调基因集的彻底调查外,还进行了其他分析,包括基因本体 (GO) 富集和蛋白质-蛋白质相互作用网络分析,以全面研究非生物胁迫下的差异表达基因。分析了来自 14 个不同实验的总共 256 个微阵列样品,并鉴定了 3723 个探针组。代谢过程、细胞过程、定位、生物调控和生物过程调控是最丰富的 GO 术语。有趣的是,功能组对非生物胁迫的反应包含最多数量的上调基因。此外,光合作用生物学类别仅包括下调基因。该类别中的 14 个基因与光系统 II 相关,而只有 6 个基因属于光系统 I。DEG 的网络分析显示,分别有 52 和 57 个基因是下调和上调网络中的关键基因;模块分析揭示了用于上调和下调网络的 28 和 23 个集群。关于模块的 GO 分析,一个上调的簇和两个下调的簇表现出对非生物胁迫的直接反应。功能组中对非生物胁迫的反应包含最多数量的上调基因。此外,光合作用生物学类别仅包括下调基因。该类别中的 14 个基因与光系统 II 相关,而只有 6 个基因属于光系统 I。DEG 的网络分析显示,分别有 52 和 57 个基因是下调和上调网络中的关键基因;模块分析揭示了用于上调和下调网络的 28 和 23 个集群。关于模块的 GO 分析,一个上调的簇和两个下调的簇表现出对非生物胁迫的直接反应。功能组中对非生物胁迫的反应包含最多数量的上调基因。此外,光合作用生物学类别仅包括下调基因。该类别中的 14 个基因与光系统 II 相关,而只有 6 个基因属于光系统 I。DEG 的网络分析显示,分别有 52 和 57 个基因是下调和上调网络中的关键基因;模块分析揭示了用于上调和下调网络的 28 和 23 个集群。关于模块的 GO 分析,一个上调的簇和两个下调的簇表现出对非生物胁迫的直接反应。该类别中的 14 个基因与光系统 II 相关,而只有 6 个基因属于光系统 I。DEG 的网络分析显示,分别有 52 和 57 个基因是下调和上调网络中的关键基因;模块分析揭示了用于上调和下调网络的 28 和 23 个集群。关于模块的 GO 分析,一个上调的簇和两个下调的簇表现出对非生物胁迫的直接反应。该类别中的 14 个基因与光系统 II 相关,而只有 6 个基因属于光系统 I。DEG 的网络分析显示,分别有 52 和 57 个基因是下调和上调网络中的关键基因;模块分析揭示了用于上调和下调网络的 28 和 23 个集群。关于模块的 GO 分析,一个上调的簇和两个下调的簇表现出对非生物胁迫的直接反应。
更新日期:2020-11-26
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