Published October 14, 2021
| Version v1
Publication
Open
Comprehensive genome-wide analysis of calmodulin-binding transcription activator (CAMTA) in Durio zibethinus and identification of fruit ripening-associated DzCAMTAs
Creators
- 1. Chulalongkorn University
- 2. Amity University
Description
Fruit ripening is an intricate developmental process driven by a highly coordinated action of complex hormonal networks. Ethylene is considered as the main phytohormone that regulates the ripening of climacteric fruits. Concomitantly, several ethylene-responsive transcription factors (TFs) are pivotal components of the regulatory network underlying fruit ripening. Calmodulin-binding transcription activator (CAMTA) is one such ethylene-induced TF implicated in various stress and plant developmental processes.Our comprehensive analysis of the CAMTA gene family in Durio zibethinus (durian, Dz) identified 10 CAMTAs with conserved domains. Phylogenetic analysis of DzCAMTAs, positioned DzCAMTA3 with its tomato ortholog that has already been validated for its role in the fruit ripening process through ethylene-mediated signaling. Furthermore, the transcriptome-wide analysis revealed DzCAMTA3 and DzCAMTA8 as the highest expressing durian CAMTA genes. These two DzCAMTAs possessed a distinct ripening-associated expression pattern during post-harvest ripening in Monthong, a durian cultivar native to Thailand. The expression profiling of DzCAMTA3 and DzCAMTA8 under natural ripening conditions and ethylene-induced/delayed ripening conditions substantiated their roles as ethylene-induced transcriptional activators of ripening. Similarly, auxin-suppressed expression of DzCAMTA3 and DzCAMTA8 confirmed their responsiveness to exogenous auxin treatment in a time-dependent manner. Accordingly, we propose that DzCAMTA3 and DzCAMTA8 synergistically crosstalk with ethylene during durian fruit ripening. In contrast, DzCAMTA3 and DzCAMTA8 antagonistically with auxin could affect the post-harvest ripening process in durian. Furthermore, DzCAMTA3 and DzCAMTA8 interacting genes contain significant CAMTA recognition motifs and regulated several pivotal fruit-ripening-associated pathways.Taken together, the present study contributes to an in-depth understanding of the structure and probable function of CAMTA genes in the post-harvest ripening of durian.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
نضج الفاكهة هو عملية نمو معقدة مدفوعة بعمل منسق للغاية للشبكات الهرمونية المعقدة. يعتبر الإيثيلين هو الهرمون النباتي الرئيسي الذي ينظم نضج الثمار المناخية. في الوقت نفسه، تعد العديد من عوامل النسخ المستجيبة للإيثيلين (TFs) مكونات محورية للشبكة التنظيمية الكامنة وراء نضج الفاكهة. منشط النسخ المرتبط بالكالمودولين (CAMTA) هو واحد من هذا القبيل الناجم عن الإيثيلين TF المتورط في مختلف عمليات الإجهاد وتطور النبات. حدد تحليلنا الشامل لعائلة جينات CAMTA في دوريو زيبيثينوس (دوريان، دز) 10 CAMTAs مع المجالات المحفوظة. التحليل الوراثي لـ DzCAMTAs، وضع DzCAMTA3 مع مقوام الطماطم الذي تم التحقق من صحته بالفعل لدوره في عملية نضج الفاكهة من خلال الإشارات بوساطة الإيثيلين. علاوة على ذلك، كشف التحليل على نطاق transcriptome أن جينات DzCAMTA3 و DzCAMTA8 هي أعلى جينات CAMTA دوريان تعبيرًا. امتلك هذان النوعان من DzCAMTAs نمط تعبير متميز مرتبط بالنضج أثناء نضج ما بعد الحصاد في Monthong، وهو صنف دوريان أصلي في تايلاند. أثبت التنميط التعبيري لـ DzCAMTA3 و DzCAMTA8 في ظل ظروف النضج الطبيعية وظروف النضج المستحثة بالإيثيلين/المتأخرة أدوارهما كمنشطات نسخية مستحثة بالإيثيلين للنضج. وبالمثل، أكد التعبير المكبوت بالأوكسين عن DzCAMTA3 و DzCAMTA8 استجابتهما لعلاج الأوكسين الخارجي بطريقة تعتمد على الوقت. وفقًا لذلك، نقترح أن يتقاطع DzCAMTA3 و DzCAMTA8 بشكل تآزري مع الإيثيلين أثناء نضج فاكهة دوريان. في المقابل، يمكن أن يؤثر DzCAMTA3 و DzCAMTA8 بشكل عدائي مع الأوكسين على عملية النضج بعد الحصاد في دوريان. علاوة على ذلك، تحتوي الجينات المتفاعلة DzCAMTA3 و DzCAMTA8 على زخارف كبيرة للتعرف على CAMTA وتنظم العديد من المسارات المحورية المرتبطة بنضج الفاكهة. تساهم هذه الدراسة مجتمعة في فهم متعمق لبنية جينات CAMTA ووظيفتها المحتملة في نضج دوريان بعد الحصاد.Translated Description (French)
La maturation des fruits est un processus de développement complexe entraîné par une action hautement coordonnée de réseaux hormonaux complexes. L'éthylène est considéré comme la principale phytohormone qui régule la maturation des fruits climactériques. Parallèlement, plusieurs facteurs de transcription (FT) sensibles à l'éthylène sont des éléments essentiels du réseau réglementaire sous-jacent à la maturation des fruits. L'activateur de transcription liant la calmoduline (CAMTA) est l'un de ces TF induits par l'éthylène impliqués dans divers processus de stress et de développement des plantes. Notre analyse complète de la famille de gènes CAMTA chez Durio zibethinus (durian, Dz) a identifié 10 CAMTA avec des domaines conservés. Analyse phylogénétique des DzCAMTA, positionnant DzCAMTA3 avec son orthologue tomate qui a déjà été validé pour son rôle dans le processus de maturation des fruits par signalisation médiée par l'éthylène. De plus, l'analyse à l'échelle du transcriptome a révélé que DzCAMTA3 et DzCAMTA8 étaient les gènes CAMTA duriens exprimant le plus élevé. Ces deux DzCAMTA possédaient un modèle d'expression distinct associé à la maturation lors de la maturation post-récolte à Monthong, un cultivar de durian originaire de Thaïlande. Le profil d'expression de DzCAMTA3 et DzCAMTA8 dans des conditions de maturation naturelle et des conditions de maturation induite/retardée par l'éthylène a confirmé leurs rôles en tant qu'activateurs transcriptionnels de la maturation induits par l'éthylène. De même, l'expression supprimée par l'auxine de DzCAMTA3 et DzCAMTA8 a confirmé leur réactivité au traitement par auxine exogène d'une manière dépendante du temps. En conséquence, nous proposons que DzCAMTA3 et DzCAMTA8 interagissent de manière synergique avec l'éthylène lors de la maturation des fruits du durian. En revanche, DzCAMTA3 et DzCAMTA8 de manière antagoniste à l'auxine pourraient affecter le processus de maturation post-récolte chez le durian. En outre, les gènes interagissant avec DzCAMTA3 et DzCAMTA8 contiennent des motifs de reconnaissance CAMTA significatifs et régulent plusieurs voies essentielles associées au mûrissement des fruits. Prises ensemble, la présente étude contribue à une compréhension approfondie de la structure et de la fonction probable des gènes CAMTA dans le mûrissement post-récolte du durian.Translated Description (Spanish)
La maduración de la fruta es un intrincado proceso de desarrollo impulsado por una acción altamente coordinada de complejas redes hormonales. El etileno es considerado como la principal fitohormona que regula la maduración de los frutos climatéricos. Al mismo tiempo, varios factores de transcripción (TF) sensibles al etileno son componentes fundamentales de la red reguladora subyacente a la maduración de la fruta. El activador de la transcripción de unión a calmodulina (CAMTA) es uno de los TF inducidos por etileno implicados en varios procesos de estrés y desarrollo de las plantas. Nuestro análisis exhaustivo de la familia de genes CAMTA en Durio zibethinus (durian, Dz) identificó 10 CAMTA con dominios conservados. El análisis filogenético de DzCAMTAs, posicionó a DzCAMTA3 con su ortólogo de tomate que ya ha sido validado por su papel en el proceso de maduración de la fruta a través de la señalización mediada por etileno. Además, el análisis de todo el transcriptoma reveló que DzCAMTA3 y DzCAMTA8 son los genes durian CAMTA de mayor expresión. Estos dos DzCAMTA poseían un patrón de expresión distintivo asociado a la maduración durante la maduración posterior a la cosecha en Monthong, un cultivar de durián nativo de Tailandia. El perfil de expresión de DzCAMTA3 y DzCAMTA8 en condiciones de maduración natural y condiciones de maduración inducida/retardada por etileno corroboró sus funciones como activadores transcripcionales de la maduración inducidos por etileno. De manera similar, la expresión suprimida por auxina de DzCAMTA3 y DzCAMTA8 confirmó su capacidad de respuesta al tratamiento con auxina exógena de una manera dependiente del tiempo. En consecuencia, proponemos que DzCAMTA3 y DzCAMTA8 se intercambien sinérgicamente con etileno durante la maduración del fruto de durián. Por el contrario, DzCAMTA3 y DzCAMTA8 de forma antagonista con auxina podrían afectar el proceso de maduración poscosecha en durián. Además, los genes que interactúan con DzCAMTA3 y DzCAMTA8 contienen motivos de reconocimiento de CAMTA significativos y regulan varias vías fundamentales asociadas a la maduración del fruto. En conjunto, el presente estudio contribuye a una comprensión profunda de la estructura y la función probable de los genes CAMTA en la maduración poscosecha del durián.Files
s12864-021-08022-1.pdf
Files
(3.4 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:333bbe1ef3517c15a3ce7af1d677237f
|
3.4 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تحليل شامل على نطاق الجينوم لمنشط النسخ المرتبط بالكاليمودولين (CAMTA) في دوريو زيبيثينوس وتحديد DzCAMTAs المرتبطة بنضج الفاكهة
- Translated title (French)
- Analyse complète à l'échelle du génome de l'activateur de la transcription liant la calmoduline (CAMTA) chez Durio zibethinus et identification des DzCAMTA associés à la maturation des fruits
- Translated title (Spanish)
- Análisis exhaustivo de todo el genoma del activador de la transcripción de unión a calmodulina (CAMTA) en Durio zibethinus e identificación de DzCAMTA asociadas a la maduración de la fruta
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3207535177
- DOI
- 10.1186/s12864-021-08022-1
References
- https://openalex.org/W121189259
- https://openalex.org/W1512986635
- https://openalex.org/W1522302499
- https://openalex.org/W1524952049
- https://openalex.org/W1827817154
- https://openalex.org/W1878895891
- https://openalex.org/W1964184380
- https://openalex.org/W1977960352
- https://openalex.org/W1981612212
- https://openalex.org/W1989967354
- https://openalex.org/W1994829204
- https://openalex.org/W2012844474
- https://openalex.org/W2019591778
- https://openalex.org/W2020731286
- https://openalex.org/W2025468102
- https://openalex.org/W2035908878
- https://openalex.org/W2035909803
- https://openalex.org/W2042007306
- https://openalex.org/W2046183549
- https://openalex.org/W2049254286
- https://openalex.org/W2056138490
- https://openalex.org/W2060447016
- https://openalex.org/W2067334188
- https://openalex.org/W2068931672
- https://openalex.org/W2074278201
- https://openalex.org/W2075526088
- https://openalex.org/W2079799944
- https://openalex.org/W2080535864
- https://openalex.org/W2081359929
- https://openalex.org/W2086503858
- https://openalex.org/W2093469183
- https://openalex.org/W2093714359
- https://openalex.org/W2096963672
- https://openalex.org/W2100945610
- https://openalex.org/W2104189207
- https://openalex.org/W2105287938
- https://openalex.org/W2106493933
- https://openalex.org/W2107277218
- https://openalex.org/W2119205648
- https://openalex.org/W2120984207
- https://openalex.org/W2123100181
- https://openalex.org/W2126320503
- https://openalex.org/W2126779891
- https://openalex.org/W2127968944
- https://openalex.org/W2131577480
- https://openalex.org/W2132632499
- https://openalex.org/W2135462580
- https://openalex.org/W2141314326
- https://openalex.org/W2144006329
- https://openalex.org/W2145402998
- https://openalex.org/W2150431323
- https://openalex.org/W2151472973
- https://openalex.org/W2153996009
- https://openalex.org/W2156956417
- https://openalex.org/W2157009395
- https://openalex.org/W2166067155
- https://openalex.org/W2167486082
- https://openalex.org/W2170123868
- https://openalex.org/W2170723521
- https://openalex.org/W2172297795
- https://openalex.org/W2231722142
- https://openalex.org/W2247600154
- https://openalex.org/W2262218050
- https://openalex.org/W2290723806
- https://openalex.org/W2300119669
- https://openalex.org/W2312779941
- https://openalex.org/W2323379351
- https://openalex.org/W2324215813
- https://openalex.org/W2337864650
- https://openalex.org/W2345813449
- https://openalex.org/W2549789890
- https://openalex.org/W2562914276
- https://openalex.org/W2583409910
- https://openalex.org/W2588367777
- https://openalex.org/W2589568874
- https://openalex.org/W2592795947
- https://openalex.org/W2763135818
- https://openalex.org/W2764305907
- https://openalex.org/W2770129050
- https://openalex.org/W2774309250
- https://openalex.org/W2774669827
- https://openalex.org/W2783201185
- https://openalex.org/W2788611267
- https://openalex.org/W2803664483
- https://openalex.org/W2806056546
- https://openalex.org/W2807049496
- https://openalex.org/W2808239303
- https://openalex.org/W2810157501
- https://openalex.org/W2888829051
- https://openalex.org/W2889910065
- https://openalex.org/W2891071640
- https://openalex.org/W2896748309
- https://openalex.org/W2897595954
- https://openalex.org/W2907043693
- https://openalex.org/W2907162355
- https://openalex.org/W2912744944
- https://openalex.org/W2921276120
- https://openalex.org/W2921701671
- https://openalex.org/W2922022650
- https://openalex.org/W2922923619
- https://openalex.org/W2943031797
- https://openalex.org/W2947566005
- https://openalex.org/W2951620549
- https://openalex.org/W2951673846
- https://openalex.org/W2955044226
- https://openalex.org/W2966920909
- https://openalex.org/W2969689952
- https://openalex.org/W2978540375
- https://openalex.org/W2984733712
- https://openalex.org/W2991600276
- https://openalex.org/W2996933906
- https://openalex.org/W3007802869
- https://openalex.org/W3011474108
- https://openalex.org/W3023901302
- https://openalex.org/W3045008922
- https://openalex.org/W3082898657
- https://openalex.org/W3084259085
- https://openalex.org/W3107653116
- https://openalex.org/W3116710915
- https://openalex.org/W3170308224
- https://openalex.org/W397599618