Published April 14, 2023
| Version v1
Publication
Open
Genome-wide identification, phylogeny, and expression analysis of GRF transcription factors in pineapple (Ananas comosus)
Creators
- 1. South China Agricultural University
- 2. Tropical Crops Genetic Resources Institute
- 3. Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences
Description
Pineapple is the only commercially grown fruit crop in the Bromeliaceae family and has significant agricultural, industrial, economic, and ornamental value. GRF (growth-regulating factor) proteins are important transcription factors that have evolved in seed plants (embryophytes). They contain two conserved domains, QLQ (Gln, Leu, Gln) and WRC (Trp, Arg, Cys), and regulate multiple aspects of plant growth and stress response, including floral organ development, leaf growth, and hormone responses. The GRF family has been characterized in a number of plant species, but little is known about this family in pineapple and other bromeliads.We identified eight GRF transcription factor genes in pineapple, and phylogenetic analysis placed them into five subfamilies (I, III, IV, V, VI). Segmental duplication appeared to be the major contributor to expansion of the AcGRF family, and the family has undergone strong purifying selection during evolution. Relative to that of other gene families, the gene structure of the GRF family showed less conservation. Analysis of promoter cis-elements suggested that AcGRF genes are widely involved in plant growth and development. Transcriptome data and qRT-PCR results showed that, with the exception of AcGRF5, the AcGRFs were preferentially expressed in the early stage of floral organ development and AcGRF2 was strongly expressed in ovules. Gibberellin treatment significantly induced AcGRF7/8 expression, suggesting that these two genes may be involved in the molecular regulatory pathway by which gibberellin promotes pineapple fruit expansion.AcGRF proteins appear to play a role in the regulation of floral organ development and the response to gibberellin. The information reported here provides a foundation for further study of the functions of AcGRF genes and the traits they regulate.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
الأناناس هو محصول الفاكهة الوحيد المزروع تجاريًا في عائلة البروميليا وله قيمة زراعية وصناعية واقتصادية وزخرفية كبيرة. تعد بروتينات عامل تنظيم النمو (GRF) من عوامل النسخ المهمة التي تطورت في نباتات البذور (النباتات الجنينية). وهي تحتوي على مجالين محفوظين، QLQ (GLN، LEU، GLN) و WRC (TRP، ARG، CYS)، وتنظم جوانب متعددة من نمو النبات والاستجابة للإجهاد، بما في ذلك نمو الأعضاء النباتية، ونمو الأوراق، والاستجابات الهرمونية. تم وصف فصيلة عامل الاستنساخ الوراثي في عدد من الأنواع النباتية، ولكن لا يُعرف سوى القليل عن هذه الفصيلة في الأناناس والبروميليا الأخرى. حددنا ثمانية جينات لعامل الاستنساخ الوراثي في الأناناس، ووضعها التحليل الوراثي في خمس فصائل فرعية (الأول والثالث والرابع والخامس والسادس). يبدو أن الازدواجية القطاعية هي المساهم الرئيسي في توسيع عائلة AcGRF، وقد خضعت العائلة لاختيار تنقية قوي أثناء التطور. مقارنةً بعائلات الجينات الأخرى، أظهر التركيب الجيني لعائلة GRF حفظًا أقل. اقترح تحليل عناصر المروج أن جينات AcGRF تشارك على نطاق واسع في نمو النبات وتطوره. أظهرت بيانات Transcriptome ونتائج qRT - PCR أنه، باستثناء AcGRF5، تم التعبير عن AcGRFs بشكل تفضيلي في المرحلة المبكرة من تطور الأعضاء الزهرية وتم التعبير عن AcGRF2 بقوة في البويضات. أثار علاج الجبرلين بشكل كبير تعبير AcGRF7/8، مما يشير إلى أن هذين الجينين قد يشاركان في المسار التنظيمي الجزيئي الذي يعزز الجبرلين من خلاله توسع ثمار الأناناس. يبدو أن بروتينات acGRF تلعب دورًا في تنظيم تطور الأعضاء الزهرية والاستجابة للجبرلين. توفر المعلومات الواردة هنا أساسًا لمزيد من الدراسة لوظائف جينات AcGRF والسمات التي تنظمها.Translated Description (French)
L'ananas est la seule culture fruitière commerciale de la famille des Bromeliaceae et a une valeur agricole, industrielle, économique et ornementale importante. Les protéines GRF (growth-regulating factor) sont des facteurs de transcription importants qui ont évolué dans les plants de graines (embryophytes). Ils contiennent deux domaines conservés, QLQ (Gln, Leu, Gln) et WRC (Trp, Arg, Cys), et régulent de multiples aspects de la croissance des plantes et de la réponse au stress, y compris le développement des organes floraux, la croissance des feuilles et les réponses hormonales. La famille GRF a été caractérisée dans un certain nombre d'espèces végétales, mais on sait peu de choses sur cette famille dans l'ananas et d'autres broméliacées. Nous avons identifié huit gènes du facteur de transcription GRF dans l'ananas, et l'analyse phylogénétique les a placés dans cinq sous-familles (I, III, IV, V, VI). La duplication segmentaire semble être le principal contributeur à l'expansion de la famille AcGRF, et la famille a subi une forte sélection purificatrice au cours de l'évolution. Par rapport à celle des autres familles de gènes, la structure génique de la famille GRF a montré moins de conservation. L'analyse des éléments cis promoteurs a suggéré que les gènes AcGRF sont largement impliqués dans la croissance et le développement des plantes. Les données du transcriptome et les résultats de la qRT-PCR ont montré que, à l'exception de AcGRF5, les AcGRF étaient exprimés de manière préférentielle au stade précoce du développement des organes floraux et AcGRF2 était fortement exprimé dans les ovules. Le traitement par la gibbérelline a induit de manière significative l'expression de AcGRF7/8, suggérant que ces deux gènes peuvent être impliqués dans la voie de régulation moléculaire par laquelle la gibbérelline favorise l'expansion des fruits de l'ananas. Les protéines AcGRF semblent jouer un rôle dans la régulation du développement des organes floraux et la réponse à la gibbérelline. Les informations présentées ici fournissent une base pour une étude plus approfondie des fonctions des gènes AcGRF et des traits qu'ils régulent.Translated Description (Spanish)
La piña es el único cultivo frutal de la familia Bromeliaceae que se cultiva comercialmente y tiene un importante valor agrícola, industrial, económico y ornamental. Las proteínas GRF (factor regulador del crecimiento) son factores de transcripción importantes que han evolucionado en las plantas de semilla (embriofitas). Contienen dos dominios conservados, QLQ (Gln, Leu, Gln) y WRC (Trp, Arg, Cys), y regulan múltiples aspectos del crecimiento de las plantas y la respuesta al estrés, incluido el desarrollo de órganos florales, el crecimiento de las hojas y las respuestas hormonales. La familia GRF se ha caracterizado en varias especies de plantas, pero se sabe poco sobre esta familia en la piña y otras bromelias. Identificamos ocho genes del factor de transcripción GRF en la piña, y el análisis filogenético los colocó en cinco subfamilias (I, III, IV, V, VI). La duplicación segmentaria pareció ser el principal contribuyente a la expansión de la familia AcGRF, y la familia ha sufrido una fuerte selección purificadora durante la evolución. En relación con la de otras familias de genes, la estructura génica de la familia GRF mostró menos conservación. El análisis de los elementos cis promotores sugirió que los genes AcGRF están ampliamente involucrados en el crecimiento y desarrollo de las plantas. Los datos del transcriptoma y los resultados de qRT-PCR mostraron que, con la excepción de AcGRF5, los AcGRF se expresaron preferentemente en la etapa temprana del desarrollo de órganos florales y AcGRF2 se expresó fuertemente en los óvulos. El tratamiento con giberelina indujo significativamente la expresión de AcGRF7/8, lo que sugiere que estos dos genes pueden estar involucrados en la vía reguladora molecular por la cual la giberelina promueve la expansión del fruto de la piña. Las proteínas AcGRF parecen desempeñar un papel en la regulación del desarrollo del órgano floral y la respuesta a la giberelina. La información presentada aquí proporciona una base para un mayor estudio de las funciones de los genes AcGRF y los rasgos que regulan.Files
pdf.pdf
Files
(10.3 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:d84eaa954271eb64253e93aeb27fa5b3
|
10.3 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تحديد الجينوم على نطاق واسع، وتطور السلالات، وتحليل التعبير عن عوامل النسخ GRF في الأناناس (Ananas comosus)
- Translated title (French)
- Identification à l'échelle du génome, phylogénie et analyse de l'expression des facteurs de transcription GRF chez l'ananas (Ananas comosus)
- Translated title (Spanish)
- Identificación de todo el genoma, filogenia y análisis de expresión de factores de transcripción de GRF en piña (Ananas comosus)
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4367600443
- DOI
- 10.3389/fpls.2023.1159223
References
- https://openalex.org/W1596653005
- https://openalex.org/W1641544182
- https://openalex.org/W1788527284
- https://openalex.org/W1977851636
- https://openalex.org/W1978690554
- https://openalex.org/W1986367828
- https://openalex.org/W2019591778
- https://openalex.org/W2024829285
- https://openalex.org/W2035908878
- https://openalex.org/W2059569140
- https://openalex.org/W2065996794
- https://openalex.org/W2090978651
- https://openalex.org/W2101950953
- https://openalex.org/W2105232382
- https://openalex.org/W2105769655
- https://openalex.org/W2111739512
- https://openalex.org/W2114437852
- https://openalex.org/W2115190641
- https://openalex.org/W2120406366
- https://openalex.org/W2121089588
- https://openalex.org/W2124079890
- https://openalex.org/W2128937741
- https://openalex.org/W2130069937
- https://openalex.org/W2133353275
- https://openalex.org/W2136855238
- https://openalex.org/W2140677456
- https://openalex.org/W2143883584
- https://openalex.org/W2152876917
- https://openalex.org/W2154882486
- https://openalex.org/W2156450827
- https://openalex.org/W2157009395
- https://openalex.org/W2158880983
- https://openalex.org/W2164050119
- https://openalex.org/W2168065541
- https://openalex.org/W2171198297
- https://openalex.org/W2178552215
- https://openalex.org/W2341861303
- https://openalex.org/W2472351724
- https://openalex.org/W2477453901
- https://openalex.org/W2516577080
- https://openalex.org/W2561844284
- https://openalex.org/W2756236522
- https://openalex.org/W2765380711
- https://openalex.org/W2767459576
- https://openalex.org/W2800206218
- https://openalex.org/W2830007178
- https://openalex.org/W2903348584
- https://openalex.org/W2988396470
- https://openalex.org/W2995259736
- https://openalex.org/W3025364102
- https://openalex.org/W3036319615
- https://openalex.org/W3038117670
- https://openalex.org/W3084420527
- https://openalex.org/W3091894549
- https://openalex.org/W3092736617
- https://openalex.org/W3120775515
- https://openalex.org/W3183666463
- https://openalex.org/W3208011365
- https://openalex.org/W4281783968
- https://openalex.org/W4283810494
- https://openalex.org/W4290851621
- https://openalex.org/W4291465443
- https://openalex.org/W4297889255