Published May 28, 2021 | Version v1
Publication Open

Identification and Analysis of bZIP Family Genes in Potato and Their Potential Roles in Stress Responses

Creators

  • 1. Chinese Academy of Agricultural Sciences
  • 2. Tobacco Research Institute
  • 3. China Tobacco

Description

The bZIP proteins comprise one of the largest transcription factor families and play important roles in plant growth and development, senescence, metabolic reactions, and stress responses. In this study, 49 bZIP transcription factor-encoding genes ( StbZIP genes) on the potato genome were identified and analyzed. The 49 StbZIP genes, which are located on 12 chromosomes of the potato genome, were divided into 11 subgroups together with their Arabidopsis homologs based on the results of phylogenetic analysis. Gene structure and protein motif analysis revealed that members from the same subgroup often possessed similar exon/intron structures and motif organizations, further supporting the results of the phylogenetic analysis. Syntenic analysis indicated the existence of gene duplication events, which might play an important role in the expansion of the bZIP gene family in potato. Expressions of the StbZIP genes were analyzed in a variety of tissues via RNA-Seq data, suggesting functional diversity. Several StbZIP genes were found to be induced by different stress conditions. For example, the expression of StbZIP25 , the close homolog of AtbZIP36/ABF2, was significantly upregulated by salt stress treatments. The StbZIP25 protein was found to be located in the nucleus and function as a transcriptional activator. Overexpression of StbZIP25 enhanced salt tolerance in Arabidopsis . The results from this study imply potential roles of the bZIP family genes in the stress response of potato.

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

Translated Description (Arabic)

تشكل بروتينات bZIP واحدة من أكبر عائلات عامل النسخ وتلعب أدوارًا مهمة في نمو النبات وتطوره، والشيخوخة، وردود الفعل الأيضية، واستجابات الإجهاد. في هذه الدراسة، تم تحديد وتحليل 49 جينًا من جينات ترميز عامل bZIP (جينات StbZIP) على جينوم البطاطس. تم تقسيم جينات StbZIP الـ 49، التي تقع على 12 كروموسومًا من جينوم البطاطس، إلى 11 مجموعة فرعية جنبًا إلى جنب مع متجانسات الأرابيدوبسيس الخاصة بها بناءً على نتائج التحليل الوراثي. كشف تحليل البنية الجينية وعزر البروتين أن الأعضاء من نفس المجموعة الفرعية غالبًا ما يمتلكون هياكل إكسون/إنترون ومنظمات عزر متشابهة، مما يدعم بشكل أكبر نتائج تحليل تطور السلالات. أشار التحليل التركيبي إلى وجود أحداث ازدواجية جينية، والتي قد تلعب دورًا مهمًا في توسيع عائلة جين bZIP في البطاطس. تم تحليل تعبيرات جينات StbZIP في مجموعة متنوعة من الأنسجة عبر بيانات RNA - Seq، مما يشير إلى التنوع الوظيفي. وُجد أن العديد من جينات StbZIP ناتجة عن ظروف إجهاد مختلفة. على سبيل المثال، تم تنظيم التعبير عن StbZIP25، المتماثل الوثيق لـ AtbZIP36/ABF2، بشكل كبير من خلال علاجات الإجهاد الملحي. تم العثور على بروتين StbZIP25 في النواة ويعمل كمنشط للنسخ. التعبير المفرط عن التحمل المعزز للملح StbZIP25 في أرابيدوبسيس . تشير نتائج هذه الدراسة إلى الأدوار المحتملة لجينات عائلة bZIP في استجابة الإجهاد للبطاطس.

Translated Description (French)

Les protéines bZIP constituent l'une des plus grandes familles de facteurs de transcription et jouent un rôle important dans la croissance et le développement des plantes, la sénescence, les réactions métaboliques et les réponses au stress. Dans cette étude, 49 gènes codant pour le facteur de transcription bZIP ( gènes StbZIP) sur le génome de la pomme de terre ont été identifiés et analysés. Les 49 gènes StbZIP, qui sont situés sur 12 chromosomes du génome de la pomme de terre, ont été divisés en 11 sous-groupes avec leurs homologues d'Arabidopsis sur la base des résultats de l'analyse phylogénétique. L'analyse de la structure génique et du motif protéique a révélé que les membres du même sous-groupe possédaient souvent des structures et des organisations de motifs d'exon/intron similaires, ce qui corrobore davantage les résultats de l'analyse phylogénétique. L'analyse synténique a indiqué l'existence d'événements de duplication génique, qui pourraient jouer un rôle important dans l'expansion de la famille du gène bZIP dans la pomme de terre. Les expressions des gènes StbZIP ont été analysées dans une variété de tissus via des données ARN-Seq, suggérant une diversité fonctionnelle. Plusieurs gènes StbZIP ont été induits par différentes conditions de stress. Par exemple, l'expression de StbZIP25, l'homologue proche de AtbZIP36/ABF2, a été significativement régulée à la hausse par les traitements de stress salin. La protéine StbZIP25 se trouve dans le noyau et fonctionne comme un activateur transcriptionnel. La surexpression de StbZIP25 a amélioré la tolérance au sel chez Arabidopsis . Les résultats de cette étude impliquent des rôles potentiels des gènes de la famille bZIP dans la réponse au stress de la pomme de terre.

Translated Description (Spanish)

Las proteínas bZIP comprenden una de las familias de factores de transcripción más grandes y desempeñan un papel importante en el crecimiento y desarrollo de las plantas, la senescencia, las reacciones metabólicas y las respuestas al estrés. En este estudio, se identificaron y analizaron 49 genes que codifican el factor de transcripción bZIP (genes StbZIP) en el genoma de la papa. Los 49 genes StbZIP, que se encuentran en 12 cromosomas del genoma de la patata, se dividieron en 11 subgrupos junto con sus homólogos de Arabidopsis en función de los resultados del análisis filogenético. El análisis de la estructura génica y el motivo proteico reveló que los miembros del mismo subgrupo a menudo poseían estructuras de exones/intrones y organizaciones de motivos similares, lo que respalda aún más los resultados del análisis filogenético. El análisis sinténico indicó la existencia de eventos de duplicación de genes, que podrían desempeñar un papel importante en la expansión de la familia de genes bZIP en la papa. Las expresiones de los genes StbZIP se analizaron en una variedad de tejidos a través de datos de ARN-Seq, lo que sugiere diversidad funcional. Se encontró que varios genes StbZIP eran inducidos por diferentes condiciones de estrés. Por ejemplo, la expresión de StbZIP25, el homólogo cercano de AtbZIP36/ABF2, fue significativamente regulada por los tratamientos de estrés salino. Se encontró que la proteína StbZIP25 se localiza en el núcleo y funciona como un activador transcripcional. La sobreexpresión de StbZIP25 mejoró la tolerancia a la sal en Arabidopsis . Los resultados de este estudio implican roles potenciales de los genes de la familia bZIP en la respuesta al estrés de la papa.

Files

pdf.pdf

Files (10.5 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
md5:1d5bb6dabbcb6a6a6a14bfb21a204ab1
10.5 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تحديد وتحليل جينات عائلة bZIP في البطاطس وأدوارها المحتملة في استجابات الإجهاد
Translated title (French)
Identification et analyse des gènes de la famille bZIP dans la pomme de terre et de leurs rôles potentiels dans les réponses au stress
Translated title (Spanish)
Identificación y análisis de los genes de la familia bZIP en la papa y sus posibles funciones en las respuestas al estrés

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3171272065
DOI
10.3389/fpls.2021.637343

Is supplement to
https://openalex.org/W4226218728 (Other)
https://openalex.org/W3141637381 (Other)
https://openalex.org/W2994641979 (Other)
https://openalex.org/W2907705195 (Other)
https://openalex.org/W2158006209 (Other)
https://openalex.org/W2062233860 (Other)
https://openalex.org/W2042348175 (Other)
https://openalex.org/W2012964162 (Other)
https://openalex.org/W1622488271 (Other)
https://openalex.org/W1482505920 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
China

References

  • https://openalex.org/W1536813126
  • https://openalex.org/W1536886974
  • https://openalex.org/W1584509039
  • https://openalex.org/W1664406514
  • https://openalex.org/W1914610732
  • https://openalex.org/W1969367404
  • https://openalex.org/W1986236305
  • https://openalex.org/W1988289410
  • https://openalex.org/W1990699120
  • https://openalex.org/W1991405769
  • https://openalex.org/W1996386189
  • https://openalex.org/W2005393972
  • https://openalex.org/W2012331775
  • https://openalex.org/W2013561309
  • https://openalex.org/W2024203315
  • https://openalex.org/W2054582062
  • https://openalex.org/W2066278305
  • https://openalex.org/W2067560313
  • https://openalex.org/W2069458148
  • https://openalex.org/W2070504948
  • https://openalex.org/W2073295074
  • https://openalex.org/W2079363931
  • https://openalex.org/W2081840182
  • https://openalex.org/W2086208654
  • https://openalex.org/W2091448229
  • https://openalex.org/W2093451066
  • https://openalex.org/W2093931964
  • https://openalex.org/W2095821078
  • https://openalex.org/W2097473009
  • https://openalex.org/W2103292533
  • https://openalex.org/W2119205648
  • https://openalex.org/W2143679670
  • https://openalex.org/W2154845780
  • https://openalex.org/W2157009395
  • https://openalex.org/W2159798191
  • https://openalex.org/W2168286797
  • https://openalex.org/W2174784516
  • https://openalex.org/W2192472518
  • https://openalex.org/W2198687171
  • https://openalex.org/W2466327243
  • https://openalex.org/W2472578014
  • https://openalex.org/W2521097851
  • https://openalex.org/W2557316994
  • https://openalex.org/W2751583588
  • https://openalex.org/W2761688050
  • https://openalex.org/W2792774772
  • https://openalex.org/W2804246132
  • https://openalex.org/W2806605880
  • https://openalex.org/W2810175387
  • https://openalex.org/W2889083736
  • https://openalex.org/W2898402099
  • https://openalex.org/W2910414782
  • https://openalex.org/W3009370058
  • https://openalex.org/W3036319615
  • https://openalex.org/W4205372329
  • https://openalex.org/W52620729