Published December 15, 2023 | Version v1
Publication Open

Genome-wide expression analysis of LACS gene family implies GHLACS25 functional responding to salt stress in cotton

Creators

  • 1. Henan University
  • 2. Cotton Research Institute
  • 3. Chinese Academy of Agricultural Sciences

Description

Abstract Background: Long-chain acyl-coenzyme A synthetase (LACS) is a type of acylating enzyme with AMP-binding, playing an important role in the growth, development, and stress response processes of plants. Results: The research team identified different numbers of LACS genes in four cotton species ( Gossypium hirsutum, Gossypium barbadense, Gossypium raimondii and Gossypium arboreum ), indicating a certain diversity of LACS genes among different cotton species. By analyzing the structure and evolutionary characteristics of LACS genes, the GHLACS genes were divided into six subgroups, and a chromosome distribution map of the family members was drawn, providing a basis for further research classification and positioning. Promoter cis-acting element analysis showed that most GHLACS genes contain plant hormones (GA, MeJA) or non-biological stress-related cis-elements, suggesting that GHLACS genes may be involved in the regulation of plant growth, development, and stress response processes. The expression patterns of GHLACS genes under salt stress treatment were analyzed, and the results showed that GHLACS genes may significantly participate in salt stress response through different mechanisms. The research team selected 12 GHLACS genes responsive to salt stress for tissue expression analysis and found that these genes are expressed in different tissues. Conclusions: GHLACS25 was chosen for in-depth study, and it was confirmed that the GHLACS25 gene plays an important role in salt stress response through virus-induced gene silencing (VIGS) and induced expression in yeast cells. Overall, this study provides important clues and evidence for understanding the function of LACS genes in cotton and their role in growth, development, and stress response processes. It is hoped that future research will further explore the mechanism of action of LACS genes in cotton and explore their potential application value in improving stress resistance traits.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

خلفية مجردة: إنزيم الأسيل طويل السلسلة A synthetase (LACS) هو نوع من إنزيم الأسيلات مع ربط AMP، ويلعب دورًا مهمًا في عمليات النمو والتطور والاستجابة للإجهاد للنباتات. النتائج: حدد فريق البحث أعدادًا مختلفة من جينات LACS في أربعة أنواع من القطن ( Gossypium hirsutum و Gossypium barbadense و Gossypium raimondii و Gossypium arboreum)، مما يشير إلى وجود تنوع معين في جينات LACS بين أنواع القطن المختلفة. من خلال تحليل البنية والخصائص التطورية لجينات LACS، تم تقسيم جينات GHLACS إلى ست مجموعات فرعية، وتم رسم خريطة توزيع الكروموسومات لأفراد الأسرة، مما يوفر أساسًا لمزيد من البحث في التصنيف وتحديد المواقع. أظهر تحليل العناصر المؤثرة للمروج أن معظم جينات GHLACS تحتوي على هرمونات نباتية (GA، MeJA) أو عناصر غير مرتبطة بالإجهاد البيولوجي، مما يشير إلى أن جينات GHLACS قد تشارك في تنظيم نمو النبات وتطوره وعمليات الاستجابة للإجهاد. تم تحليل أنماط التعبير عن جينات GHLACS تحت علاج الإجهاد الملحي، وأظهرت النتائج أن جينات GHLACS قد تشارك بشكل كبير في الاستجابة للإجهاد الملحي من خلال آليات مختلفة. اختار فريق البحث 12 جينًا تستجيب لإجهاد الملح لتحليل تعبير الأنسجة ووجدوا أن هذه الجينات يتم التعبير عنها في أنسجة مختلفة. الاستنتاجات: تم اختيار GHLACS25 للدراسة المتعمقة، وتم التأكيد على أن جين GHLACS25 يلعب دورًا مهمًا في الاستجابة للإجهاد الملحي من خلال إسكات الجينات المستحثة بالفيروس (VIGS) والتعبير المستحث في خلايا الخميرة. بشكل عام، تقدم هذه الدراسة أدلة وأدلة مهمة لفهم وظيفة جينات LACS في القطن ودورها في النمو والتطور وعمليات الاستجابة للإجهاد. من المأمول أن تستكشف الأبحاث المستقبلية آلية عمل جينات LACS في القطن واستكشاف قيمتها التطبيقية المحتملة في تحسين سمات مقاومة الإجهاد.

Translated Description (French)

Résumé Contexte : L'acyl-coenzyme A synthétase à longue chaîne (LACS) est un type d'enzyme acylante à liaison AMP, jouant un rôle important dans les processus de croissance, de développement et de réponse au stress des plantes. Résultats : L'équipe de recherche a identifié différents nombres de gènes LACS chez quatre espèces de coton ( Gossypium hirsutum, Gossypium barbadense, Gossypium raimondii et Gossypium arboreum ), indiquant une certaine diversité de gènes LACS parmi différentes espèces de coton. En analysant la structure et les caractéristiques évolutives des gènes LAC, les gènes GHLACS ont été divisés en six sous-groupes, et une carte de distribution chromosomique des membres de la famille a été établie, fournissant une base pour une classification et un positionnement ultérieurs de la recherche. L'analyse des éléments promoteurs à action cis a montré que la plupart des gènes GHLACS contiennent des hormones végétales (GA, MeJA) ou des éléments cis non biologiques liés au stress, ce qui suggère que les gènes GHLACS peuvent être impliqués dans la régulation des processus de croissance, de développement et de réponse au stress des plantes. Les modèles d'expression des gènes GHLACS sous traitement de stress salin ont été analysés, et les résultats ont montré que les gènes GHLACS peuvent participer de manière significative à la réponse au stress salin par le biais de différents mécanismes. L'équipe de recherche a sélectionné 12 gènes GHLACS sensibles au stress salin pour l'analyse de l'expression tissulaire et a constaté que ces gènes sont exprimés dans différents tissus. Conclusions : GHLACS25 a été choisi pour une étude approfondie, et il a été confirmé que le gène GHLACS25 joue un rôle important dans la réponse au stress salin par le biais du silençage génique induit par le virus (VIGS) et de l'expression induite dans les cellules de levure. Dans l'ensemble, cette étude fournit des indices et des preuves importants pour comprendre la fonction des gènes LACS dans le coton et leur rôle dans les processus de croissance, de développement et de réponse au stress. On espère que les recherches futures exploreront davantage le mécanisme d'action des gènes LACS dans le coton et exploreront leur valeur d'application potentielle dans l'amélioration des traits de résistance au stress.

Translated Description (Spanish)

Resumen Antecedentes: La acil-coenzima A sintetasa de cadena larga (LACS) es un tipo de enzima acilante con unión a AMP, que desempeña un papel importante en los procesos de crecimiento, desarrollo y respuesta al estrés de las plantas. Resultados: El equipo de investigación identificó diferentes números de genes LACS en cuatro especies de algodón ( Gossypium hirsutum, Gossypium barbadense, Gossypium raimondii y Gossypium arboreum ), lo que indica una cierta diversidad de genes LACS entre diferentes especies de algodón. Al analizar la estructura y las características evolutivas de los genes LACS, los genes GHLACS se dividieron en seis subgrupos y se dibujó un mapa de distribución cromosómica de los miembros de la familia, lo que proporcionó una base para una mayor clasificación y posicionamiento de la investigación. El análisis del elemento promotor de acción cis mostró que la mayoría de los genes GHLACS contienen hormonas vegetales (GA, MeJA) o elementos cis no biológicos relacionados con el estrés, lo que sugiere que los genes GHLACS pueden estar involucrados en la regulación del crecimiento de las plantas, el desarrollo y los procesos de respuesta al estrés. Se analizaron los patrones de expresión de los genes GHLACS bajo tratamiento de estrés salino, y los resultados mostraron que los genes GHLACS pueden participar significativamente en la respuesta al estrés salino a través de diferentes mecanismos. El equipo de investigación seleccionó 12 genes GHLACS que responden al estrés salino para el análisis de expresión tisular y descubrió que estos genes se expresan en diferentes tejidos. Conclusiones: GHLACS25 fue elegido para un estudio en profundidad y se confirmó que el gen GHLACS25 desempeña un papel importante en la respuesta al estrés salino a través del silenciamiento génico inducido por virus (VIGS) y la expresión inducida en células de levadura. En general, este estudio proporciona pistas y pruebas importantes para comprender la función de los genes LACS en el algodón y su papel en los procesos de crecimiento, desarrollo y respuesta al estrés. Se espera que las investigaciones futuras exploren más a fondo el mecanismo de acción de los genes LACS en el algodón y exploren su posible valor de aplicación para mejorar los rasgos de resistencia al estrés.

Files

latest.pdf.pdf

Files (3.0 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:975b739521f7a476df0c78db105f65c7
3.0 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
يشير تحليل التعبير الجيني على مستوى الجينوم لعائلة جينات LACS إلى استجابة وظيفية لـ GHLACS25 للإجهاد الملحي في القطن
Translated title (French)
L'analyse de l'expression à l'échelle du génome de la famille de gènes LAC implique que GHLACS25 est fonctionnel en réponse au stress salin dans le coton
Translated title (Spanish)
El análisis de la expresión en todo el genoma de la familia de genes LACS implica una respuesta funcional de GHLACS25 al estrés salino en el algodón

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4389781423
DOI
10.21203/rs.3.rs-3741484/v1

Is supplement to
https://openalex.org/W4379880091 (Other)
https://openalex.org/W4319602325 (Other)
https://openalex.org/W4252015296 (Other)
https://openalex.org/W4245423798 (Other)
https://openalex.org/W3189355282 (Other)
https://openalex.org/W3180516083 (Other)
https://openalex.org/W3089873148 (Other)
https://openalex.org/W3037741393 (Other)
https://openalex.org/W2957809884 (Other)
https://openalex.org/W2951481590 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
China

References

  • https://openalex.org/W1794104444
  • https://openalex.org/W1896498611
  • https://openalex.org/W1974742421
  • https://openalex.org/W1976182511
  • https://openalex.org/W1976215839
  • https://openalex.org/W1991444389
  • https://openalex.org/W1991810680
  • https://openalex.org/W1994176191
  • https://openalex.org/W1997944762
  • https://openalex.org/W2015504740
  • https://openalex.org/W2015964007
  • https://openalex.org/W2019591778
  • https://openalex.org/W2020134788
  • https://openalex.org/W2022416387
  • https://openalex.org/W2022589976
  • https://openalex.org/W2031459221
  • https://openalex.org/W2032792864
  • https://openalex.org/W2034464839
  • https://openalex.org/W2040381492
  • https://openalex.org/W2042758661
  • https://openalex.org/W2043676058
  • https://openalex.org/W2058498817
  • https://openalex.org/W2069511429
  • https://openalex.org/W2093223217
  • https://openalex.org/W2097706568
  • https://openalex.org/W2098907522
  • https://openalex.org/W2103111028
  • https://openalex.org/W2107277218
  • https://openalex.org/W2119205648
  • https://openalex.org/W2119761330
  • https://openalex.org/W2121887205
  • https://openalex.org/W2123490201
  • https://openalex.org/W2154406573
  • https://openalex.org/W2158460435
  • https://openalex.org/W2161303529
  • https://openalex.org/W2168253026
  • https://openalex.org/W2178379910
  • https://openalex.org/W2337706971
  • https://openalex.org/W2588820744
  • https://openalex.org/W2729108643
  • https://openalex.org/W2754401295
  • https://openalex.org/W2769176405
  • https://openalex.org/W2890574991
  • https://openalex.org/W2896672833
  • https://openalex.org/W2912909600
  • https://openalex.org/W2946964332
  • https://openalex.org/W3000395304
  • https://openalex.org/W3028740353
  • https://openalex.org/W3037348212
  • https://openalex.org/W3103615483
  • https://openalex.org/W3136231822
  • https://openalex.org/W3193550941
  • https://openalex.org/W4294792962