Published January 16, 2013
| Version v1
Publication
Open
Identification of miRNAs and their targets using high-throughput sequencing and degradome analysis in cytoplasmic male-sterile and its maintainer fertile lines of Brassica juncea
- 1. Zhejiang University
- 2. Hangzhou Normal University
- 3. Ministry of Agriculture and Rural Affairs
Description
Regulatory network of cytoplasmic male sterility (CMS) occurrence is still largely unknown in plants, although numerous researches have been attempted to isolate genes involved in CMS. Here, we employed high-throughput sequencing and degradome analysis to identify microRNAs and their targets using high-throughput sequencing in CMS and its maintainer fertile (MF) lines of Brassica juncea.We identified 197 known and 78 new candidate microRNAs during reproductive development of B. juncea. A total of 47 differentially expressed microRNAs between CMS and its MF lines were discovered, according to their sequencing reads number. Different expression levels of selected microRNAs were confirmed by using real-time quantitative PCR between CMS and MF lines. Furthermore, we observed that the transcriptional patterns of these microRNAs could be mimicked by artificially inhibiting mitochondrial F1F0-ATPase activity and its function in MF line by using treatment with oligomycin. Targeted genes of the microRNAs were identified by high-throughput sequencing and degradome approaches, including auxin response factor, NAC (No Apical Meristem) domain transcription factor, GRAS family transcription factor, MYB transcription factor, squamosa promoter binding protein, AP2-type transcription factor, homeobox/homeobox-leucine zipper family and TCP family transcription factors, which were observed to be differentially expressed between CMS and MF.Taken together, from these findings we suggested microRNA might participate in the regulatory network of CMS by tuning fork in gene expressions in CMS B. juncea. The differential expression of miRNAs observed between CMS and MF lines suggested that biogenesis of miRNAs could be influenced in the CMS.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
لا تزال الشبكة التنظيمية للعقم الذكوري السيتوبلازمي غير معروفة إلى حد كبير في النباتات، على الرغم من محاولة العديد من الأبحاث لعزل الجينات المشاركة في العقم الذكري السيتوبلازمي. هنا، استخدمنا تسلسل عالي الإنتاجية وتحليل متدهور لتحديد الرنا الميكروي وأهدافه باستخدام تسلسل عالي الإنتاجية في نظام إدارة المحتوى وخطوطه الخصبة المشرفة على براسيكا جونسي. حددنا 197 من الرنا الميكروي المعروف و 78 من الرنا الميكروي المرشح الجديد أثناء التطور الإنجابي لـ B. juncea. تم اكتشاف ما مجموعه 47 حمضًا نوويًا دقيقًا معبرًا عنه بشكل تفاضلي بين CMS وخطوط MF الخاصة بها، وفقًا لرقم قراءات التسلسل الخاصة بها. تم تأكيد مستويات التعبير المختلفة للحمض النووي الريبي المجهري المختار باستخدام تفاعل البوليميراز المتسلسل الكمي في الوقت الفعلي بين خطوط نظام إدارة المحتوى و MF. علاوة على ذلك، لاحظنا أنه يمكن محاكاة أنماط النسخ لهذه الرنا الميكروية عن طريق تثبيط نشاط الميتوكوندريا F1F0 - ATPase بشكل مصطنع ووظيفته في خط MF باستخدام العلاج بالأوليغومايسين. تم تحديد الجينات المستهدفة للحمض النووي الريبي المجهري من خلال التسلسل عالي الإنتاجية وأساليب التدهور، بما في ذلك عامل الاستجابة للأوكسين، وعامل نسخ نطاق NAC (لا يوجد مريستم قمي)، وعامل نسخ عائلة GRAS، وعامل نسخ MYB، والبروتين الملزم لمروج الحرشف، وعامل النسخ من النوع AP2، وعوامل نسخ عائلة السحاب المتجانس/المتجانس - لوسين وعوامل نسخ عائلة TCP، والتي لوحظ أنه يتم التعبير عنها بشكل مختلف بين CMS و MF. مجتمعة، من هذه النتائج اقترحنا أن الحمض النووي الريبي المجهري قد يشارك في الشبكة التنظيمية لـ CMS عن طريق ضبط الشوكة في التعبيرات الجينية في CMS B. juncea. يشير التعبير التفاضلي عن miRNAs الذي لوحظ بين خطوط CMS و MF إلى أن التكوين الحيوي لـ miRNAs يمكن أن يتأثر في CMS.Translated Description (French)
Le réseau de régulation de la stérilité mâle cytoplasmique (CMS) est encore largement inconnu chez les plantes, bien que de nombreuses recherches aient été tentées pour isoler les gènes impliqués dans la CMS. Ici, nous avons utilisé le séquençage à haut débit et l'analyse du dégradome pour identifier les microARN et leurs cibles en utilisant le séquençage à haut débit dans la CMS et ses lignées fertiles (MF) de Brassica juncea.Nous avons identifié 197 microARN connus et 78 nouveaux candidats au cours du développement reproductif de B. juncea. Un total de 47 microARN exprimés de manière différentielle entre la CMS et ses lignées MF ont été découverts, en fonction de leur nombre de lectures de séquençage. Différents niveaux d'expression de microARN sélectionnés ont été confirmés en utilisant une PCR quantitative en temps réel entre les lignées CMS et MF. De plus, nous avons observé que les modèles transcriptionnels de ces microARN pouvaient être imités en inhibant artificiellement l'activité de la F1F0-ATPase mitochondriale et sa fonction dans la lignée MF en utilisant un traitement à l'oligomycine. Les gènes ciblés des microARN ont été identifiés par des approches de séquençage et de dégradome à haut débit, y compris le facteur de réponse à l'auxine, le facteur de transcription du domaine NAC (No Apical Meristem), le facteur de transcription de la famille GRAS, le facteur de transcription MYB, la protéine de liaison du promoteur squamosa, le facteur de transcription de type AP2, la famille des fermetures à glissière homéobox/homéobox-leucine et les facteurs de transcription de la famille TCP, qui ont été observés comme étant exprimés différemment entre la CMS et la MF. Pris ensemble, nous avons suggéré que le microARN pourrait participer au réseau de régulation de la CMS en accordant le fork dans les expressions géniques dans la CMS B. juncea. L'expression différentielle des miARN observée entre les lignées CMS et MF suggère que la biogenèse des miARN pourrait être influencée dans la CMS.Translated Description (Spanish)
La red reguladora de la esterilidad masculina citoplasmática (CMS) aún se desconoce en gran medida en las plantas, aunque se han intentado numerosas investigaciones para aislar los genes involucrados en la CMS. Aquí, empleamos la secuenciación de alto rendimiento y el análisis de degradomas para identificar microARN y sus dianas utilizando la secuenciación de alto rendimiento en CMS y sus líneas fértiles mantenedoras (MF) de Brassica juncea. Identificamos 197 microARN conocidos y 78 nuevos candidatos durante el desarrollo reproductivo de B. juncea. Se descubrió un total de 47 microARN expresados diferencialmente entre CMS y sus líneas MF, de acuerdo con su número de lecturas de secuenciación. Se confirmaron diferentes niveles de expresión de microARN seleccionados mediante el uso de PCR cuantitativa en tiempo real entre las líneas CMS y MF. Además, observamos que los patrones transcripcionales de estos microARN podrían imitarse mediante la inhibición artificial de la actividad de la F1F0-ATPasa mitocondrial y su función en la línea MF mediante el uso de tratamiento con oligomicina. Los genes dirigidos de los microARN se identificaron mediante secuenciación de alto rendimiento y enfoques de degradoma, incluido el factor de respuesta de auxina, el factor de transcripción del dominio NAC (sin meristemo apical), el factor de transcripción de la familia GRAS, el factor de transcripción MYB, la proteína de unión al promotor squamosa, el factor de transcripción de tipo AP2, la familia de cremalleras homeobox/homeobox-leucina y los factores de transcripción de la familia TCP, que se observaron que se expresaban diferencialmente entre CMS y MF. En conjunto, a partir de estos hallazgos, sugerimos que el microARN podría participar en la red reguladora de CMS al afinar la bifurcación en las expresiones génicas en CMS B. juncea. La expresión diferencial de miARN observada entre las líneas CMS y MF sugirió que la biogénesis de los miARN podría verse influenciada en el CMS.Files
1471-2164-14-9.pdf
Files
(1.4 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:b2c6da5073f3030607a0a86f7bb18b44
|
1.4 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تحديد miRNAs وأهدافها باستخدام تسلسل عالي الإنتاجية وتحليل متدهور في معقمة الذكور السيتوبلازمية وخطوطها الخصبة للمحافظة على Brassica juncea
- Translated title (French)
- Identification des miARN et de leurs cibles à l'aide du séquençage à haut débit et de l'analyse du dégradome dans les lignées cytoplasmiques mâles stériles et leurs mainteneurs fertiles de Brassica juncea
- Translated title (Spanish)
- Identificación de miARN y sus dianas mediante secuenciación de alto rendimiento y análisis de degradomas en líneas fértiles citoplasmáticas masculinas estériles y sus mantenedoras de Brassica juncea
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W1969668572
- DOI
- 10.1186/1471-2164-14-9
References
- https://openalex.org/W1507573241
- https://openalex.org/W1823100772
- https://openalex.org/W1967543716
- https://openalex.org/W1969570431
- https://openalex.org/W1982605685
- https://openalex.org/W1982660543
- https://openalex.org/W1987438700
- https://openalex.org/W1989160314
- https://openalex.org/W1992873592
- https://openalex.org/W1998138469
- https://openalex.org/W2006857376
- https://openalex.org/W2016127075
- https://openalex.org/W2019285305
- https://openalex.org/W2027503834
- https://openalex.org/W2027604968
- https://openalex.org/W2027891565
- https://openalex.org/W2029330897
- https://openalex.org/W2032900582
- https://openalex.org/W2033338351
- https://openalex.org/W2057606871
- https://openalex.org/W2067084692
- https://openalex.org/W2086540936
- https://openalex.org/W2089542984
- https://openalex.org/W2096600985
- https://openalex.org/W2099312080
- https://openalex.org/W2099660828
- https://openalex.org/W2102186047
- https://openalex.org/W2106598531
- https://openalex.org/W2108710964
- https://openalex.org/W2108836442
- https://openalex.org/W2110521135
- https://openalex.org/W2113180960
- https://openalex.org/W2116672276
- https://openalex.org/W2117640689
- https://openalex.org/W2134945994
- https://openalex.org/W2135015580
- https://openalex.org/W2135084242
- https://openalex.org/W2135166468
- https://openalex.org/W2144557974
- https://openalex.org/W2144704816
- https://openalex.org/W2148141433
- https://openalex.org/W2149127266
- https://openalex.org/W2149693007
- https://openalex.org/W2151041036
- https://openalex.org/W2155801118
- https://openalex.org/W2157039533
- https://openalex.org/W2158475521
- https://openalex.org/W2160862063
- https://openalex.org/W2162846225
- https://openalex.org/W2168735167
- https://openalex.org/W2168803371
- https://openalex.org/W2169028903
- https://openalex.org/W287051772
- https://openalex.org/W4214911971