Published September 28, 2012 | Version v1
Publication Open

De Novo Foliar Transcriptome of Chenopodium amaranticolor and Analysis of Its Gene Expression During Virus-Induced Hypersensitive Response

Creators

  • 1. Chinese Academy of Agricultural Sciences
  • 2. Biotechnology Research Institute
  • 3. Lanzhou University

Description

The hypersensitive response (HR) system of Chenopodium spp. confers broad-spectrum virus resistance. However, little knowledge exists at the genomic level for Chenopodium, thus impeding the advanced molecular research of this attractive feature. Hence, we took advantage of RNA-seq to survey the foliar transcriptome of C. amaranticolor, a Chenopodium species widely used as laboratory indicator for pathogenic viruses, in order to facilitate the characterization of the HR-type of virus resistance.Using Illumina HiSeq™ 2000 platform, we obtained 39,868,984 reads with 3,588,208,560 bp, which were assembled into 112,452 unigenes (3,847 clusters and 108,605 singletons). BlastX search against the NCBI NR database identified 61,698 sequences with a cut-off E-value above 10(-5). Assembled sequences were annotated with gene descriptions, GO, COG and KEGG terms, respectively. A total number of 738 resistance gene analogs (RGAs) and homology sequences of 6 key signaling proteins within the R proteins-directed signaling pathway were identified. Based on this transcriptome data, we investigated the gene expression profiles over the stage of HR induced by Tobacco mosaic virus and Cucumber mosaic virus by using digital gene expression analysis. Numerous candidate genes specifically or commonly regulated by these two distinct viruses at early and late stages of the HR were identified, and the dynamic changes of the differently expressed genes enriched in the pathway of plant-pathogen interaction were particularly emphasized.To our knowledge, this study is the first description of the genetic makeup of C. amaranticolor, providing deep insight into the comprehensive gene expression information at transcriptional level in this species. The 738 RGAs as well as the differentially regulated genes, particularly the common genes regulated by both TMV and CMV, are suitable candidates which merit further functional characterization to dissect the molecular mechanisms and regulatory pathways of the HR-type of virus resistance in Chenopodium.

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

Translated Description (Arabic)

يمنح نظام الاستجابة مفرطة الحساسية (HR) من نوع Chenopodium مقاومة واسعة النطاق للفيروسات. ومع ذلك، لا يوجد سوى القليل من المعرفة على المستوى الجيني للشينوبوديوم، مما يعوق البحث الجزيئي المتقدم لهذه الميزة الجذابة. ومن ثم، استفدنا من RNA - seq لمسح النسخ الورقي لـ C. amaranticolor، وهو نوع من أنواع Chenopodium يستخدم على نطاق واسع كمؤشر مختبري للفيروسات المسببة للأمراض، من أجل تسهيل توصيف نوع HR لمقاومة الفيروسات. باستخدام منصة Illumina HiSeq™ 2000، حصلنا على 39،868،984 قراءة مع 3،588،208،560 نقطة أساس، والتي تم تجميعها في 112،452 وحيدة الجين (3،847 مجموعة و 108،605 فردية). حدد بحث بلاستكس مقابل قاعدة بيانات إن آر إن سي بي آي 61,698 تسلسلًا بقيمة إلكترونية مقطوعة أعلى من 10(-5). تم شرح التسلسلات المجمعة مع أوصاف الجينات ومصطلحات GO و COG و KEGG، على التوالي. تم تحديد ما مجموعه 738 من نظائر جينات المقاومة (RGAs) وتسلسلات التماثل لـ 6 بروتينات إشارات رئيسية داخل مسار الإشارات الموجه بالبروتينات R. استنادًا إلى بيانات النسخ هذه، قمنا بالتحقيق في ملفات تعريف التعبير الجيني على مرحلة الموارد البشرية التي يسببها فيروس فسيفساء التبغ وفيروس فسيفساء الخيار باستخدام تحليل التعبير الجيني الرقمي. تم تحديد العديد من الجينات المرشحة على وجه التحديد أو التي ينظمها هذان الفيروسان المتميزان في المراحل المبكرة والمتأخرة من الموارد البشرية، وتم التأكيد بشكل خاص على التغيرات الديناميكية للجينات المعبر عنها بشكل مختلف والمثرية في مسار التفاعل بين النبات ومسببات الأمراض. على حد علمنا، هذه الدراسة هي أول وصف للتركيب الجيني لـ C. amaranticolor، مما يوفر نظرة عميقة على معلومات التعبير الجيني الشاملة على مستوى النسخ في هذا النوع. 738 RGAs وكذلك الجينات المنظمة بشكل تفاضلي، وخاصة الجينات الشائعة التي ينظمها كل من TMV و CMV، هي مرشحة مناسبة تستحق المزيد من التوصيف الوظيفي لتشريح الآليات الجزيئية والمسارات التنظيمية لنوع HR من مقاومة الفيروسات في Chenopodium.

Translated Description (French)

Le système de réponse hypersensible (HR) de Chenopodium spp. confère une résistance aux virus à large spectre. Cependant, peu de connaissances existent au niveau génomique pour Chenopodium, entravant ainsi la recherche moléculaire avancée de cette caractéristique attrayante. Par conséquent, nous avons profité de RNA-seq pour étudier le transcriptome foliaire de C. amaranticolor, une espèce de Chenopodium largement utilisée comme indicateur de laboratoire pour les virus pathogènes, afin de faciliter la caractérisation de la résistance aux virus de type HR. En utilisant la plate-forme Illumina HiSeq™ 2000, nous avons obtenu 39 868 984 lectures avec 3 588 208 560 pb, qui ont été assemblées en 112 452 unigènes (3 847 grappes et 108 605 singletons). La recherche BlastX dans la base de données NCBI NR a identifié 61 698 séquences avec une valeur E seuil supérieure à 10(-5). Les séquences assemblées ont été annotées avec des descriptions de gènes, des termes GO, COG et KEGG, respectivement. Un nombre total de 738 analogues de gènes de résistance (AGR) et des séquences d'homologie de 6 protéines de signalisation clés dans la voie de signalisation dirigée par les protéines R ont été identifiés. Sur la base de ces données de transcriptome, nous avons étudié les profils d'expression génique au cours du stade de HR induit par le virus de la mosaïque du tabac et le virus de la mosaïque du concombre en utilisant l'analyse numérique de l'expression génique. De nombreux gènes candidats spécifiquement ou communément régulés par ces deux virus distincts aux stades précoce et tardif de la HR ont été identifiés, et les changements dynamiques des gènes différemment exprimés enrichis dans la voie de l'interaction plante-pathogène ont été particulièrement soulignés. À notre connaissance, cette étude est la première description de la constitution génétique de C. amaranticolor, fournissant un aperçu approfondi de l'information complète sur l'expression génique au niveau transcriptionnel chez cette espèce. Les 738 RGA ainsi que les gènes à régulation différentielle, en particulier les gènes communs régulés à la fois par TMV et CMV, sont des candidats appropriés qui méritent une caractérisation fonctionnelle plus poussée pour disséquer les mécanismes moléculaires et les voies de régulation de la résistance virale de type HR chez Chenopodium.

Translated Description (Spanish)

El sistema de respuesta hipersensible (HR) de Chenopodium spp. confiere resistencia al virus de amplio espectro. Sin embargo, existe poco conocimiento a nivel genómico para Chenopodium, lo que impide la investigación molecular avanzada de esta característica atractiva. Por lo tanto, aprovechamos RNA-seq para estudiar el transcriptoma foliar de C. amaranticolor, una especie de Chenopodium ampliamente utilizada como indicador de laboratorio para virus patógenos, con el fin de facilitar la caracterización del tipo HR de resistencia al virus. Utilizando la plataforma Illumina HiSeq™ 2000, obtuvimos 39.868.984 lecturas con 3.588.208.560 pb, que se ensamblaron en 112.452 unigenes (3.847 grupos y 108.605 singletones). La búsqueda BlastX contra la base de datos NCBI NR identificó 61,698 secuencias con un valor E de corte superior a 10(-5). Las secuencias ensambladas se anotaron con descripciones de genes, términos GO, COG y KEGG, respectivamente. Se identificó un número total de 738 análogos de genes de resistencia (RGA) y secuencias de homología de 6 proteínas de señalización clave dentro de la vía de señalización dirigida por proteínas R. Con base en estos datos del transcriptoma, investigamos los perfiles de expresión génica en la etapa de HR inducida por el virus del mosaico del tabaco y el virus del mosaico del pepino mediante el análisis digital de la expresión génica. Se identificaron numerosos genes candidatos regulados específica o comúnmente por estos dos virus distintos en las etapas temprana y tardía de la HR, y se enfatizaron particularmente los cambios dinámicos de los genes expresados de manera diferente enriquecidos en la vía de interacción planta-patógeno. Hasta donde sabemos, este estudio es la primera descripción de la composición genética de C. amaranticolor, proporcionando una visión profunda de la información completa de la expresión génica a nivel transcripcional en esta especie. Los 738 RGA, así como los genes regulados diferencialmente, particularmente los genes comunes regulados tanto por TMV como por CMV, son candidatos adecuados que merecen una caracterización funcional adicional para diseccionar los mecanismos moleculares y las vías reguladoras de la resistencia al virus de tipo HR en Chenopodium.

Files

journal.pone.0045953&type=printable.pdf

Files (1.2 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:b2c47d5b9f1fd7d355f9f507d535aecc
1.2 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
De Novo Foliar Transcriptome of Chenopodium amaranticolor وتحليل تعبيره الجيني أثناء الاستجابة المفرطة الحساسية المستحثة بالفيروس
Translated title (French)
Transcriptome foliaire De Novo de Chenopodium amaranticolor et analyse de son expression génique au cours de la réponse hypersensible induite par le virus
Translated title (Spanish)
Transcriptoma foliar de novo de Chenopodium amaranticolor y análisis de su expresión génica durante la respuesta hipersensible inducida por virus

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2054456959
DOI
10.1371/journal.pone.0045953

Is supplement to
https://openalex.org/W81677181 (Other)
https://openalex.org/W55754429 (Other)
https://openalex.org/W3089173564 (Other)
https://openalex.org/W2741169488 (Other)
https://openalex.org/W2380523000 (Other)
https://openalex.org/W2297026197 (Other)
https://openalex.org/W2120680457 (Other)
https://openalex.org/W2081051776 (Other)
https://openalex.org/W1534806307 (Other)
https://openalex.org/W1502036893 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
China

References

  • https://openalex.org/W1494075612
  • https://openalex.org/W1527546375
  • https://openalex.org/W1542452066
  • https://openalex.org/W1563469119
  • https://openalex.org/W1774180946
  • https://openalex.org/W179979008
  • https://openalex.org/W1966701355
  • https://openalex.org/W1973328229
  • https://openalex.org/W1975912134
  • https://openalex.org/W1978137972
  • https://openalex.org/W1981509058
  • https://openalex.org/W1987869824
  • https://openalex.org/W1992550017
  • https://openalex.org/W1994481770
  • https://openalex.org/W1994806396
  • https://openalex.org/W1994829204
  • https://openalex.org/W1998328584
  • https://openalex.org/W2002632145
  • https://openalex.org/W2003922337
  • https://openalex.org/W2010854320
  • https://openalex.org/W2014367743
  • https://openalex.org/W2014926622
  • https://openalex.org/W2014927061
  • https://openalex.org/W2019779457
  • https://openalex.org/W2040564178
  • https://openalex.org/W2059856607
  • https://openalex.org/W2064138871
  • https://openalex.org/W2066358615
  • https://openalex.org/W2073585538
  • https://openalex.org/W2076036836
  • https://openalex.org/W2076913878
  • https://openalex.org/W2081050496
  • https://openalex.org/W2082265095
  • https://openalex.org/W2083930951
  • https://openalex.org/W2084865500
  • https://openalex.org/W2091917545
  • https://openalex.org/W2096972850
  • https://openalex.org/W2097341408
  • https://openalex.org/W2101972919
  • https://openalex.org/W2103017472
  • https://openalex.org/W2104835185
  • https://openalex.org/W2108652954
  • https://openalex.org/W2111106618
  • https://openalex.org/W2111428248
  • https://openalex.org/W2113440473
  • https://openalex.org/W2118201962
  • https://openalex.org/W2118911862
  • https://openalex.org/W2121908885
  • https://openalex.org/W2123060905
  • https://openalex.org/W2124967716
  • https://openalex.org/W2129742189
  • https://openalex.org/W2132680900
  • https://openalex.org/W2140177375
  • https://openalex.org/W2140302681
  • https://openalex.org/W2142145886
  • https://openalex.org/W2146315435
  • https://openalex.org/W2146516445
  • https://openalex.org/W2147863419
  • https://openalex.org/W2150892539
  • https://openalex.org/W2154431984
  • https://openalex.org/W2155611044
  • https://openalex.org/W2157044094
  • https://openalex.org/W2160276176
  • https://openalex.org/W2161546116
  • https://openalex.org/W2161913755
  • https://openalex.org/W2162515800
  • https://openalex.org/W2164154943
  • https://openalex.org/W2169929748
  • https://openalex.org/W2170217346
  • https://openalex.org/W2482833590
  • https://openalex.org/W63478407