Published April 9, 2013
| Version v1
Publication
Open
Identification of drought-responsive and novel Populus trichocarpamicroRNAs by high-throughput sequencing and their targets using degradome analysis
- 1. Beijing Forestry University
Description
Abstract Background MicroRNAs (miRNAs) are endogenous small RNAs (sRNAs) with a wide range of regulatory functions in plant development and stress responses. Although miRNAs associated with plant drought stress tolerance have been studied, the use of high-throughput sequencing can provide a much deeper understanding of miRNAs. Drought is a common stress that limits the growth of plants. To obtain more insight into the role of miRNAs in drought stress, Illumina sequencing of Populus trichocarpa sRNAs was implemented. Results Two sRNA libraries were constructed by sequencing data of control and drought stress treatments of poplar leaves. In total, 207 P . trichocarpa conserved miRNAs were detected from the two sRNA libraries. In addition, 274 potential candidate miRNAs were found; among them, 65 candidates with star sequences were chosen as novel miRNAs. The expression of nine conserved miRNA and three novel miRNAs showed notable changes in response to drought stress. This was also confirmed by quantitative real time polymerase chain reaction experiments. To confirm the targets of miRNAs experimentally, two degradome libraries from the two treatments were constructed. According to degradome sequencing results, 53 and 19 genes were identified as targets of conserved and new miRNAs, respectively. Functional analysis of these miRNA targets indicated that they are involved in important activities such as the regulation of transcription factors, the stress response, and lipid metabolism. Conclusions We discovered five upregulated miRNAs and seven downregulated miRNAs in response to drought stress. A total of 72 related target genes were detected by degradome sequencing. These findings reveal important information about the regulation mechanism of miRNAs in P . trichocarpa and promote the understanding of miRNA functions during the drought response.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
الخلفية المجردة للحمض النووي الريبي الصغير (miRNAs) هي الحمض النووي الريبي الصغير الداخلي (sRNAs) مع مجموعة واسعة من الوظائف التنظيمية في تطوير النبات واستجابات الإجهاد. على الرغم من دراسة الحمض النووي الريبي المرتبط بتحمل إجهاد الجفاف النباتي، إلا أن استخدام التسلسل عالي الإنتاجية يمكن أن يوفر فهمًا أعمق بكثير للحمض النووي الريبي. الجفاف هو إجهاد شائع يحد من نمو النباتات. للحصول على مزيد من التبصر في دور miRNAs في إجهاد الجفاف، تم تنفيذ تسلسل Illumina لـ Populus trichocarpa sRNAs. النتائج تم إنشاء مكتبتين للحمض النووي الريبي من خلال تسلسل بيانات التحكم وعلاجات إجهاد الجفاف لأوراق الحور. في المجموع، تم الكشف عن 207 P . trichocarpa المحفوظة miRNAs من مكتبتين sRNA. بالإضافة إلى ذلك، تم العثور على 274 مرشحا محتملا للحمض النووي الريبي miRNAs ؛ من بينهم، تم اختيار 65 مرشحا مع تسلسل النجوم كما miRNAs جديدة. أظهر التعبير عن تسعة رنا مرئي محفوظ وثلاثة رنا مرئي جديد تغيرات ملحوظة في الاستجابة لإجهاد الجفاف. تم تأكيد ذلك أيضًا من خلال تجارب تفاعل البوليميراز المتسلسل الكمية في الوقت الفعلي. لتأكيد أهداف miRNAs تجريبيًا، تم إنشاء مكتبتين متدهورتين من العلاجين. وفقًا لنتائج تسلسل التحلل، تم تحديد 53 و 19 جينًا كأهداف للحمض النووي الريبي المحفوظ والجديد، على التوالي. أشار التحليل الوظيفي لأهداف miRNA هذه إلى أنها تشارك في أنشطة مهمة مثل تنظيم عوامل النسخ، واستجابة الإجهاد، واستقلاب الدهون. الاستنتاجات اكتشفنا خمسة ميرنا منظمة وسبعة ميرنا منظمة استجابة لإجهاد الجفاف. تم الكشف عن ما مجموعه 72 من الجينات المستهدفة ذات الصلة عن طريق تسلسل التحلل. تكشف هذه النتائج عن معلومات مهمة حول آلية تنظيم miRNAs في P . trichocarpa وتعزز فهم وظائف miRNA أثناء الاستجابة للجفاف.Translated Description (French)
Résumé Contexte Les microARN (miARN) sont de petits ARN endogènes (ARNs) dotés d'un large éventail de fonctions régulatrices dans le développement des plantes et les réponses au stress. Bien que les miARN associés à la tolérance au stress dû à la sécheresse des plantes aient été étudiés, l'utilisation du séquençage à haut débit peut fournir une compréhension beaucoup plus approfondie des miARN. La sécheresse est un stress courant qui limite la croissance des plantes. Pour mieux comprendre le rôle des miARN dans le stress lié à la sécheresse, le séquençage Illumina des ARNs de Populus trichocarpa a été mis en œuvre. Résultats Deux banques d'ARNs ont été construites en séquençant les données des traitements de contrôle et de stress de sécheresse des feuilles de peuplier. Au total, 207 miARN conservés par P . trichocarpa ont été détectés à partir des deux banques d'ARNs. De plus, 274 miARN candidats potentiels ont été trouvés ; parmi eux, 65 candidats avec des séquences d'étoiles ont été choisis comme nouveaux miARN. L'expression de neuf miARN conservés et de trois nouveaux miARN a montré des changements notables en réponse au stress de la sécheresse. Cela a également été confirmé par des expériences quantitatives de réaction en chaîne de la polymérase en temps réel. Pour confirmer expérimentalement les cibles des miARN, deux bibliothèques de dégradomes des deux traitements ont été construites. Selon les résultats du séquençage des dégradomes, 53 et 19 gènes ont été identifiés comme cibles des miARN conservés et nouveaux, respectivement. L'analyse fonctionnelle de ces cibles miARN a indiqué qu'elles sont impliquées dans des activités importantes telles que la régulation des facteurs de transcription, la réponse au stress et le métabolisme des lipides. Conclusions Nous avons découvert cinq miARN régulés à la hausse et sept miARN régulés à la baisse en réponse au stress de la sécheresse. Au total, 72 gènes cibles apparentés ont été détectés par séquençage des dégradomes. Ces résultats révèlent des informations importantes sur le mécanisme de régulation des miARN chez P. trichocarpa et favorisent la compréhension des fonctions des miARN pendant la réponse à la sécheresse.Translated Description (Spanish)
Antecedentes Los microARN (miARN) son ARN pequeños endógenos (ARNs) con una amplia gama de funciones reguladoras en el desarrollo de las plantas y las respuestas al estrés. Aunque se han estudiado los miARN asociados con la tolerancia al estrés por sequía de las plantas, el uso de secuenciación de alto rendimiento puede proporcionar una comprensión mucho más profunda de los miARN. La sequía es un estrés común que limita el crecimiento de las plantas. Para obtener más información sobre el papel de los miARN en el estrés por sequía, se implementó la secuenciación Illumina de los ARNs de Populus trichocarpa. Resultados Se construyeron dos bibliotecas de ARNs mediante la secuenciación de datos de control y tratamientos de estrés por sequía de hojas de álamo. En total, se detectaron 207 miARN conservados de P. trichocarpa de las dos bibliotecas de ARNs. Además, se encontraron 274 miARN candidatos potenciales; entre ellos, se eligieron 65 candidatos con secuencias Star como miARN novedosos. La expresión de nueve miARN conservados y tres miARN novedosos mostró cambios notables en respuesta al estrés por sequía. Esto también se confirmó mediante experimentos cuantitativos de reacción en cadena de la polimerasa en tiempo real. Para confirmar las dianas de los miARN experimentalmente, se construyeron dos bibliotecas de degradomas de los dos tratamientos. De acuerdo con los resultados de la secuenciación del degradoma, se identificaron 53 y 19 genes como dianas de miARN conservados y nuevos, respectivamente. El análisis funcional de estas dianas de miARN indicó que están involucradas en actividades importantes como la regulación de los factores de transcripción, la respuesta al estrés y el metabolismo de los lípidos. Conclusiones Descubrimos cinco miARN regulados positivamente y siete miARN regulados negativamente en respuesta al estrés por sequía. Se detectó un total de 72 genes diana relacionados mediante secuenciación del degradoma. Estos hallazgos revelan información importante sobre el mecanismo de regulación de los miARN en P. trichocarpa y promueven la comprensión de las funciones de miARN durante la respuesta a la sequía.Files
1471-2164-14-233.pdf
Files
(717.9 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:60cf87102704df88d4cef142575092b1
|
717.9 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تحديد الحامض النووي الريبي ثلاثي الكربوهيدرات المستجيب للجفاف والجديد من خلال التسلسل عالي الإنتاجية وأهدافه باستخدام تحليل التحلل
- Translated title (French)
- Identification des nouveaux ARN de Populus trichocarpamicro sensibles à la sécheresse par séquençage à haut débit et de leurs cibles à l'aide de l'analyse du dégradome
- Translated title (Spanish)
- Identificación de tricocarpamicroARN de Populus novedosos y sensibles a la sequía mediante secuenciación de alto rendimiento y sus dianas mediante análisis de degradoma
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2047703340
- DOI
- 10.1186/1471-2164-14-233
References
- https://openalex.org/W144423133
- https://openalex.org/W1496367743
- https://openalex.org/W1589857571
- https://openalex.org/W1972999456
- https://openalex.org/W1978153994
- https://openalex.org/W1978337436
- https://openalex.org/W1980635066
- https://openalex.org/W1982093578
- https://openalex.org/W1982660543
- https://openalex.org/W1985052988
- https://openalex.org/W1988691682
- https://openalex.org/W1988998196
- https://openalex.org/W1993799748
- https://openalex.org/W1994144952
- https://openalex.org/W1998166618
- https://openalex.org/W2006312644
- https://openalex.org/W2010172476
- https://openalex.org/W2010911248
- https://openalex.org/W2017426710
- https://openalex.org/W2019345938
- https://openalex.org/W2021070157
- https://openalex.org/W2027613348
- https://openalex.org/W2030489111
- https://openalex.org/W2035340311
- https://openalex.org/W2037838998
- https://openalex.org/W2039716761
- https://openalex.org/W2050424170
- https://openalex.org/W2066798552
- https://openalex.org/W2067920743
- https://openalex.org/W2070571588
- https://openalex.org/W2071617886
- https://openalex.org/W2076497558
- https://openalex.org/W2079564481
- https://openalex.org/W2088930981
- https://openalex.org/W2091070751
- https://openalex.org/W2092686336
- https://openalex.org/W2096894782
- https://openalex.org/W2097341408
- https://openalex.org/W2097712254
- https://openalex.org/W2098925888
- https://openalex.org/W2099526991
- https://openalex.org/W2104032652
- https://openalex.org/W2105321843
- https://openalex.org/W2106867028
- https://openalex.org/W2107277218
- https://openalex.org/W2110105078
- https://openalex.org/W2117207028
- https://openalex.org/W2119022968
- https://openalex.org/W2119706051
- https://openalex.org/W2121673931
- https://openalex.org/W2125217159
- https://openalex.org/W2125346198
- https://openalex.org/W2126764926
- https://openalex.org/W2128215659
- https://openalex.org/W2128743272
- https://openalex.org/W2130575465
- https://openalex.org/W2130682154
- https://openalex.org/W2135015580
- https://openalex.org/W2136490527
- https://openalex.org/W2138664009
- https://openalex.org/W2139469575
- https://openalex.org/W2139582953
- https://openalex.org/W2140131090
- https://openalex.org/W2140415861
- https://openalex.org/W2141157874
- https://openalex.org/W2141560379
- https://openalex.org/W2144382484
- https://openalex.org/W2144590089
- https://openalex.org/W2145365962
- https://openalex.org/W2146516445
- https://openalex.org/W2150415116
- https://openalex.org/W2151603994
- https://openalex.org/W2152327613
- https://openalex.org/W2152721695
- https://openalex.org/W2153009754
- https://openalex.org/W2155534256
- https://openalex.org/W2156422215
- https://openalex.org/W2157055389
- https://openalex.org/W2157953344
- https://openalex.org/W2160479334
- https://openalex.org/W2162170048
- https://openalex.org/W2162942965
- https://openalex.org/W2165768513
- https://openalex.org/W2169741121
- https://openalex.org/W2192080449