Sequencing of small RNAs of the fern Pleopeltis minima (Polypodiaceae) offers insight into the evolution of the microrna repertoire in land plants
Creators
- 1. Fundación Ciencias Exactas y Naturales
- 2. University of Buenos Aires
- 3. Instituto de Biología y Genética Molecular
- 4. Institute of Astronomy and Space Physics
- 5. Experimental Medicine and Biology Institute
- 6. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
- 7. Indear (Argentina)
Description
MicroRNAs (miRNAs) are short, single stranded RNA molecules that regulate the stability and translation of messenger RNAs in diverse eukaryotic groups. Several miRNA genes are of ancient origin and have been maintained in the genomes of animal and plant taxa for hundreds of millions of years, playing key roles in development and physiology. In the last decade, genome and small RNA (sRNA) sequencing of several plant species have helped unveil the evolutionary history of land plants. Among these, the fern group (monilophytes) occupies a key phylogenetic position, as it represents the closest extant cousin taxon of seed plants, i.e. gymno- and angiosperms. However, in spite of their evolutionary, economic and ecological importance, no fern genome has been sequenced yet and few genomic resources are available for this group. Here, we sequenced the small RNA fraction of an epiphytic South American fern, Pleopeltis minima (Polypodiaceae), and compared it to plant miRNA databases, allowing for the identification of miRNA families that are shared by all land plants, shared by all vascular plants (tracheophytes) or shared by euphyllophytes (ferns and seed plants) only. Using the recently described transcriptome of another fern, Lygodium japonicum, we also estimated the degree of conservation of fern miRNA targets in relation to other plant groups. Our results pinpoint the origin of several miRNA families in the land plant evolutionary tree with more precision and are a resource for future genomic and functional studies of fern miRNAs.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
MicroRNAs (miRNAs) هي جزيئات RNA قصيرة أحادية الجديلة تنظم استقرار وترجمة RNAs الرسول في مجموعات حقيقيات النوى المتنوعة. العديد من جينات miRNA هي من أصل قديم وتم الحفاظ عليها في جينومات الأصناف الحيوانية والنباتية لمئات الملايين من السنين، وتلعب أدوارًا رئيسية في التطور وعلم وظائف الأعضاء. في العقد الماضي، ساعد تسلسل الجينوم والحمض النووي الريبي الصغير (sRNA) للعديد من الأنواع النباتية في الكشف عن التاريخ التطوري للنباتات البرية. من بين هذه، تحتل مجموعة السرخس (النباتات الأحادية) موقعًا رئيسيًا في التطور الوراثي، لأنها تمثل أقرب صنف قريب موجود لنباتات البذور، أي العاريات و كاسيات البذور. ومع ذلك، على الرغم من أهميتها التطورية والاقتصادية والبيئية، لم يتم تسلسل جينوم السرخس حتى الآن ولا يتوفر سوى عدد قليل من الموارد الجينية لهذه المجموعة. هنا، قمنا بتسلسل جزء RNA الصغير من سرخس أمريكا الجنوبية المشاشي، Pleopeltis minima (Polypodiaceae)، وقارناه بقواعد بيانات miRNA النباتية، مما يسمح بتحديد عائلات miRNA التي تتقاسمها جميع النباتات البرية، أو تتقاسمها جميع النباتات الوعائية (الرغامى) أو تتقاسمها euphyllophytes (السرخس ونباتات البذور) فقط. باستخدام transcriptome الموصوف مؤخرًا لسرخس آخر، Lygodium japonicum، قدرنا أيضًا درجة الحفاظ على أهداف miRNA للسرخس فيما يتعلق بالمجموعات النباتية الأخرى. تحدد نتائجنا أصل العديد من عائلات miRNA في الشجرة التطورية لنباتات الأرض بدقة أكبر وهي مورد للدراسات الجينية والوظيفية المستقبلية لـ miRNAs السرخس.Translated Description (French)
Les microARN (miARN) sont des molécules d'ARN monocaténaires courtes qui régulent la stabilité et la traduction des ARN messagers dans divers groupes eucaryotes. Plusieurs gènes miARN sont d'origine ancienne et ont été maintenus dans les génomes des taxons animaux et végétaux pendant des centaines de millions d'années, jouant des rôles clés dans le développement et la physiologie. Au cours de la dernière décennie, le séquençage du génome et du petit ARN (ARNs) de plusieurs espèces végétales a contribué à dévoiler l'histoire évolutive des plantes terrestres. Parmi ceux-ci, le groupe des fougères (monilophytes) occupe une position phylogénétique clé, car il représente le taxon cousin existant le plus proche des plantes à graines, à savoir les gymno- et les angiospermes. Cependant, malgré leur importance évolutive, économique et écologique, aucun génome de fougère n'a encore été séquencé et peu de ressources génomiques sont disponibles pour ce groupe. Ici, nous avons séquencé la petite fraction d'ARN d'une fougère épiphyte sud-américaine, Pleopeltis minima (Polypodiaceae), et l'avons comparée à des bases de données de miARN de plantes, permettant l'identification de familles de miARN qui sont partagées par toutes les plantes terrestres, partagées par toutes les plantes vasculaires (trachéophytes) ou partagées par les euphyllophytes (fougères et plantes à graines) uniquement. En utilisant le transcriptome récemment décrit d'une autre fougère, Lygodium japonicum, nous avons également estimé le degré de conservation des cibles miARN de fougère par rapport à d'autres groupes de plantes. Nos résultats identifient l'origine de plusieurs familles de miARN dans l'arbre évolutif des plantes terrestres avec plus de précision et constituent une ressource pour les futures études génomiques et fonctionnelles des miARN des fougères.Translated Description (Spanish)
Los microARN (miARN) son moléculas cortas de ARN monocatenario que regulan la estabilidad y la traducción de los ARN mensajeros en diversos grupos eucariotas. Varios genes de miARN son de origen antiguo y se han mantenido en los genomas de taxones animales y vegetales durante cientos de millones de años, desempeñando un papel clave en el desarrollo y la fisiología. En la última década, la secuenciación del genoma y el ARN pequeño (ARNs) de varias especies de plantas ha ayudado a desvelar la historia evolutiva de las plantas terrestres. Entre estos, el grupo de los helechos (monilófitos) ocupa una posición filogenética clave, ya que representa el taxón primo existente más cercano de las plantas de semillas, es decir, las gimno y las angiospermas. Sin embargo, a pesar de su importancia evolutiva, económica y ecológica, todavía no se ha secuenciado ningún genoma de helecho y se dispone de pocos recursos genómicos para este grupo. Aquí, secuenciamos la pequeña fracción de ARN de un helecho sudamericano epífito, Pleopeltis minima (Polypodiaceae), y la comparamos con las bases de datos de miARN de plantas, lo que permitió la identificación de familias de miARN que son compartidas por todas las plantas terrestres, compartidas por todas las plantas vasculares (traqueofitas) o compartidas solo por eufilofitas (helechos y plantas de semillas). Utilizando el transcriptoma recientemente descrito de otro helecho, Lygodium japonicum, también estimamos el grado de protección de las dianas de miARN de helecho en relación con otros grupos de plantas. Nuestros resultados identifican el origen de varias familias de miARN en el árbol evolutivo de la planta terrestre con más precisión y son un recurso para futuros estudios genómicos y funcionales de miARN de helecho.Files
journal.pone.0177573&type=printable.pdf
Files
(4.7 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:cf4df6f3ac8a94a2c9d8f4bca53f79dc
|
4.7 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تسلسل الحمض النووي الريبي الصغير للسرخس Pleopeltis minima (Polypodiaceae) يقدم نظرة ثاقبة لتطور ذخيرة microrna في النباتات البرية
- Translated title (French)
- Le séquençage de petits ARN de la fougère Pleopeltis minima (Polypodiaceae) donne un aperçu de l'évolution du répertoire microrna chez les plantes terrestres
- Translated title (Spanish)
- La secuenciación de pequeños ARN del helecho Pleopeltis minima (Polypodiaceae) ofrece información sobre la evolución del repertorio de microrna en plantas terrestres
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2952897965
- DOI
- 10.1371/journal.pone.0177573
References
- https://openalex.org/W1663995113
- https://openalex.org/W1910910817
- https://openalex.org/W1951168065
- https://openalex.org/W1982660543
- https://openalex.org/W1993533777
- https://openalex.org/W1994841774
- https://openalex.org/W2002302847
- https://openalex.org/W2004669471
- https://openalex.org/W2008329560
- https://openalex.org/W2009110613
- https://openalex.org/W2013277649
- https://openalex.org/W2035340311
- https://openalex.org/W2040712240
- https://openalex.org/W2045071699
- https://openalex.org/W2046720489
- https://openalex.org/W2053915285
- https://openalex.org/W2070940959
- https://openalex.org/W2077327925
- https://openalex.org/W2081728879
- https://openalex.org/W2083217743
- https://openalex.org/W2085365702
- https://openalex.org/W2088899915
- https://openalex.org/W2091196518
- https://openalex.org/W2094396392
- https://openalex.org/W2094646746
- https://openalex.org/W2096514113
- https://openalex.org/W2101442812
- https://openalex.org/W2117102659
- https://openalex.org/W2119404103
- https://openalex.org/W2119569135
- https://openalex.org/W2122094021
- https://openalex.org/W2122135986
- https://openalex.org/W2123687559
- https://openalex.org/W2127021055
- https://openalex.org/W2128980339
- https://openalex.org/W2132049492
- https://openalex.org/W2132690534
- https://openalex.org/W2139802976
- https://openalex.org/W2144177541
- https://openalex.org/W2144283502
- https://openalex.org/W2146100687
- https://openalex.org/W2147047256
- https://openalex.org/W2153488363
- https://openalex.org/W2157460239
- https://openalex.org/W2158017278
- https://openalex.org/W2162393839
- https://openalex.org/W2163434905
- https://openalex.org/W2169918098
- https://openalex.org/W2170651365
- https://openalex.org/W2176570267
- https://openalex.org/W2184617961
- https://openalex.org/W2201303462
- https://openalex.org/W2239243631
- https://openalex.org/W2252301850
- https://openalex.org/W2256222573
- https://openalex.org/W2464835950
- https://openalex.org/W2468102887
- https://openalex.org/W2473741558
- https://openalex.org/W396221046