Published August 8, 2023 | Version v1
Publication Open

In Silico Analysis of Cloned Brown Planthopper Genes Unveiled OsJ_28113 as a Key Regulator in Triggering Resistance Response in Rice

Creators

  • 1. Punjab Agricultural University
  • 2. Ramakrishna Mission Vivekananda Educational and Research Institute

Description

Abstract Brown planthopper (BPH) is a highly destructive insect pests of rice, causing significant yield loss. Due to its constantly evolving nature, continuous analysis of BPH's protein domain-interacting partners is essential. In the present study, in silico approach was followed to predict 3-D structure of cloned BPH-resistant proteins ( Bph6, Bph9, Bph14, Bph17, Bph18, Bph26, Bph29 and Bph32 ) using a comparative modeling approach and their interaction studies. The Interactome analysis revealed a key regulator, OsJ_28113, responsible for transducing extracellular signals into intracellular responses, potentially aiding in activating proteins that provide resistance against BPH. The proposed model provides insights into the structure and active sites of these proteins, offering opportunities to develop novel strategies for BPH control in rice plants. The molecular profile analysis revealed that BPH resistance genes containing the CC-NBS-LRR domain have varying length of amino acid chains ranging from 1082 for Bph30 to the longest (2024) for Bph6 . Bph26 and Bph18 demonstrated high sequence similarity containing NB-ARC and LRR domains. The secondary structure prediction results anticipated that all the proteins, except Bph30 , are cytoplasmic and soluble. The in silico findings support the notion that variability in resistance genes is a result of ongoing evolutionary interactions between plants and insect pests. Additionally, the study uncovered higher ligand binding affinities towards jasmonic acid compared to salicylic acid, paving the way for further research on receptor-ligand recognition and signaling mechanisms against rice planthoppers.

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

Translated Description (Arabic)

النطاط النباتي البني التجريدي (BPH) هو آفات حشرية مدمرة للغاية من الأرز، مما يتسبب في خسارة كبيرة في الغلة. نظرًا لطبيعتها المتطورة باستمرار، فإن التحليل المستمر لشركاء BPH المتفاعلين مع مجال البروتين أمر ضروري. في الدراسة الحالية، تم اتباع نهج السيليكو للتنبؤ بالبنية ثلاثية الأبعاد للبروتينات المستنسخة المقاومة لـ BPH (Bph6، Bph9، Bph14، Bph17، Bph18، Bph26، Bph29 و Bph32) باستخدام نهج النمذجة المقارنة ودراسات تفاعلها. كشف تحليل Interactome عن منظم رئيسي، OsJ _28113، مسؤول عن نقل الإشارات خارج الخلية إلى الاستجابات داخل الخلايا، مما قد يساعد في تنشيط البروتينات التي توفر مقاومة ضد BPH. يوفر النموذج المقترح رؤى حول بنية هذه البروتينات ومواقعها النشطة، مما يوفر فرصًا لتطوير استراتيجيات جديدة للتحكم في تضخم البروستاتا الحميد في نباتات الأرز. كشف تحليل الملف الجزيئي أن جينات مقاومة BPH التي تحتوي على مجال CC - NBS - LRR لها طول متفاوت من سلاسل الأحماض الأمينية التي تتراوح من 1082 لـ Bph30 إلى أطول (2024) لـ Bph6 . أظهر Bph26 و Bph18 تشابهًا عاليًا في التسلسل يحتوي على نطاقات NB - ARC و LRR. توقعت نتائج التنبؤ بالبنية الثانوية أن جميع البروتينات، باستثناء Bph30، هي سيتوبلازمية وقابلة للذوبان. تدعم نتائج IN SILICO فكرة أن التباين في جينات المقاومة هو نتيجة للتفاعلات التطورية المستمرة بين النباتات والآفات الحشرية. بالإضافة إلى ذلك، كشفت الدراسة عن ارتباطات ارتباط أعلى بحمض الجاسمونيك مقارنة بحمض الساليسيليك، مما يمهد الطريق لمزيد من البحث حول آليات التعرف على المستقبلات والإشارات ضد النطاطين النباتيين للأرز.

Translated Description (French)

Résumé La sauterelle brune (HBP) est un insecte ravageur du riz très destructeur, entraînant une perte de rendement importante. En raison de sa nature en constante évolution, l'analyse continue des partenaires interagissant avec le domaine protéique de l'HBP est essentielle. Dans la présente étude, une approche in silico a été suivie pour prédire la structure 3D des protéines clonées résistantes à l'HBP (Bph6, Bph9, Bph14, Bph17, Bph18, Bph26, Bph29 et Bph32) en utilisant une approche de modélisation comparative et leurs études d'interaction. L'analyse Interactome a révélé un régulateur clé, OsJ_28113, responsable de la transduction des signaux extracellulaires en réponses intracellulaires, aidant potentiellement à activer les protéines qui fournissent une résistance contre l'HBP. Le modèle proposé fournit des informations sur la structure et les sites actifs de ces protéines, offrant des opportunités pour développer de nouvelles stratégies de contrôle de l'HBP dans les rizières. L'analyse du profil moléculaire a révélé que les gènes de résistance à l'HBP contenant le domaine CC-NBS-LRR ont une longueur variable de chaînes d'acides aminés allant de 1082 pour Bph30 à la plus longue (2024) pour Bph6 . Bph26 et Bph18 ont démontré une similarité de séquence élevée contenant des domaines NB-ARC et LRR. Les résultats de la prédiction de la structure secondaire prévoyaient que toutes les protéines, à l'exception de Bph30, sont cytoplasmiques et solubles. Les résultats in silico soutiennent l'idée que la variabilité des gènes de résistance est le résultat d'interactions évolutives continues entre les plantes et les insectes ravageurs. De plus, l'étude a révélé des affinités de liaison aux ligands plus élevées envers l'acide jasmonique par rapport à l'acide salicylique, ouvrant la voie à d'autres recherches sur la reconnaissance des récepteurs et des ligands et les mécanismes de signalisation contre les cicadelles du riz.

Translated Description (Spanish)

Resumen El saltamontes marrón (BPH) es una plaga de insectos altamente destructiva del arroz, que causa una pérdida significativa de rendimiento. Debido a su naturaleza en constante evolución, el análisis continuo de los socios que interactúan con el dominio proteico de BPH es esencial. En el presente estudio, se siguió el enfoque in silico para predecir la estructura tridimensional de las proteínas clonadas resistentes a la BPH (Bph6, Bph9, Bph14, Bph17, Bph18, Bph26, Bph29 y Bph32 ) utilizando un enfoque de modelado comparativo y sus estudios de interacción. El análisis del Interactoma reveló un regulador clave, OsJ_28113, responsable de transducir señales extracelulares en respuestas intracelulares, lo que podría ayudar a activar proteínas que proporcionan resistencia contra la HPB. El modelo propuesto proporciona información sobre la estructura y los sitios activos de estas proteínas, ofreciendo oportunidades para desarrollar nuevas estrategias para el control de la HPB en las plantas de arroz. El análisis del perfil molecular reveló que los genes de resistencia a BPH que contienen el dominio CC-NBS-LRR tienen una longitud variable de cadenas de aminoácidos que van desde 1082 para Bph30 hasta la más larga (2024) para Bph6 . Bph26 y Bph18 demostraron una alta similitud de secuencia que contiene dominios NB-ARC y LRR. Los resultados de la predicción de la estructura secundaria anticiparon que todas las proteínas, excepto Bph30, son citoplasmáticas y solubles. Los hallazgos in silico respaldan la noción de que la variabilidad en los genes de resistencia es el resultado de las interacciones evolutivas en curso entre las plantas y las plagas de insectos. Además, el estudio descubrió mayores afinidades de unión de ligandos hacia el ácido jasmónico en comparación con el ácido salicílico, allanando el camino para una mayor investigación sobre el reconocimiento de receptores-ligandos y los mecanismos de señalización contra los saltamontes del arroz.

Files

latest.pdf.pdf

Files (1.8 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
md5:268f0d99dc90969ceea9ba6c6789b80c
1.8 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
في تحليل السيليكو لجينات النطاط النباتي البني المستنسخة كشف النقاب عن OsJ _28113 كمنظم رئيسي في تحفيز استجابة المقاومة في الأرز
Translated title (French)
Analyse in silico des gènes clonés du planthopper brun dévoilés OsJ_28113 en tant que régulateur clé dans le déclenchement de la réponse de résistance chez le riz
Translated title (Spanish)
El análisis in silico de genes clonados de saltamontes marrones reveló que OsJ_28113 es un regulador clave en la respuesta de resistencia desencadenante en el arroz

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4385717786
DOI
10.21203/rs.3.rs-3224402/v1

Is supplement to
https://openalex.org/W4385717786 (Other)
https://openalex.org/W4280538936 (Other)
https://openalex.org/W4223435847 (Other)
https://openalex.org/W3149062421 (Other)
https://openalex.org/W3089225405 (Other)
https://openalex.org/W3047352588 (Other)
https://openalex.org/W2890504584 (Other)
https://openalex.org/W2807539057 (Other)
https://openalex.org/W2731970812 (Other)
https://openalex.org/W2081820305 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
India

References

  • https://openalex.org/W1645247723
  • https://openalex.org/W1791539521
  • https://openalex.org/W2014981059
  • https://openalex.org/W2034471343
  • https://openalex.org/W2038781377
  • https://openalex.org/W2059897733
  • https://openalex.org/W2079818352
  • https://openalex.org/W2089095418
  • https://openalex.org/W2089703302
  • https://openalex.org/W2102034727
  • https://openalex.org/W2148853951
  • https://openalex.org/W2164813401
  • https://openalex.org/W2167408245
  • https://openalex.org/W2176968770
  • https://openalex.org/W2181019951
  • https://openalex.org/W2524212702
  • https://openalex.org/W2536049014
  • https://openalex.org/W2537623931
  • https://openalex.org/W2552413510
  • https://openalex.org/W2591880954
  • https://openalex.org/W2609196898
  • https://openalex.org/W2790329381
  • https://openalex.org/W70092521