Published March 31, 2017 | Version v1
Publication Open

Comprehensive analysis of chloroplast intron-containing genes and conserved splice sites in dicot and monocot plants

Creators

  • 1. Chonnam National University Hospital
  • 2. Thai Nguyen University

Description

Despite the increasing knowledge on the importance of the intron splicing of chloroplast genes during plant growth and stress responses, identification of intron-containing chloroplast genes and determination of splice sites in chloroplast introns are still lacking. Here, we carried out a comprehensive analysis of the chloroplast genome sequences in important plants and crops, including four dicots (Arabidopsis thaliana, Coffea arabica, Nicotiana tabacum, and Panax schinseng) and four monocots (Musa acuminata, Oryza sativa, Triticum aestivum, and Zea mays). The results showed that both dicot and monocot chloroplast genomes harbor 6 intron-containing tRNAs (trnA, trnG, trnI, trnK, trnL, and trnV) and 10-12 intron-containing mRNAs (atpF, rpl2, rpl16, rps16, ndhA, ndhB, petB, petD, rpoC1, rps12, ycf3, and clpP). Notably, rpoC1 and clpP lacked introns in monocot plants, except M. acuminata. Analysis of the nucleotide sequences of chloroplast introns revealed that the 5'-splice sites, 3'-splice sites, and branch-point sites of the chloroplast introns were highly conserved among dicots and monocots. Notably, the 5'-splice sites and 3'-splice sites of the chloroplast introns were similar to those of the nuclear U12 introns, whereas the branch-point sites of the chloroplast introns were homologous to those of the nuclear U2 introns. Taken together, these results indicated that the chloroplast genomes contained strictly limited intron-containing genes with conserved splice sites, suggesting that splicing of chloroplast introns was important for chloroplast biogenesis and function in both dicot and monocot plants.

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

Translated Description (Arabic)

على الرغم من المعرفة المتزايدة بأهمية الربط الإنتروني لجينات البلاستيدات الخضراء أثناء نمو النبات واستجابات الإجهاد، لا يزال تحديد جينات البلاستيدات الخضراء المحتوية على الإنترونات وتحديد مواقع الوصل في إنترونات البلاستيدات الخضراء غير موجود. هنا، أجرينا تحليلاً شاملاً لتسلسل جينوم البلاستيدات الخضراء في النباتات والمحاصيل المهمة، بما في ذلك أربعة ديكوت (أرابيودوبسيس ثاليانا، كوفيا أرابيكا، نيكوتيانا تاباكوم، وباناكس شينسينغ) وأربعة مونوكوتس (موسى أكوميناتا، أوريزا ساتيفا، تريتيكوم أستيفوم، وزيا ميز). وأظهرت النتائج أن كلا من جينومات الديكوت والكلوروبلاست أحادي النواة تؤوي 6 رناات تحتوي على الإنترون (trnA و trnG و trnI و trnK و trnL و trnV) و 10-12 رنا تحتوي على الإنترون (atpF و rpl2 و rpl16 و rps16 و ndhA و ndhB و petB و petD و rpoC1 و rps12 و ycf3 و clpP). والجدير بالذكر أن rpoC1 و clpP يفتقران إلى الإنترونات في النباتات أحادية النواة، باستثناء M. acuminata. كشف تحليل تسلسلات النيوكليوتيدات لإنترونات البلاستيدات الخضراء أن مواقع التبلور 5'، ومواقع التبلور 3'، ومواقع النقاط الفرعية لإنترونات البلاستيدات الخضراء كانت محفوظة بشكل كبير بين الديكوت والمونوكوت. والجدير بالذكر أن مواقع التبلور 5'ومواقع التبلور 3' لإنترونات البلاستيدات الخضراء كانت مماثلة لتلك الخاصة بإنترونات U12 النووية، في حين أن مواقع نقطة الفرع لإنترونات البلاستيدات الخضراء كانت مماثلة لتلك الخاصة بإنترونات U2 النووية. أشارت هذه النتائج مجتمعة إلى أن جينومات البلاستيدات الخضراء تحتوي على جينات محدودة للغاية تحتوي على الإنترون مع مواقع لصق محفوظة، مما يشير إلى أن ربط إنترونات البلاستيدات الخضراء كان مهمًا للتكوين الحيوي للكلوروبلاست ووظيفته في كل من نباتات الديكوت والمونوكوت.

Translated Description (French)

Malgré les connaissances croissantes sur l'importance de l'épissage intronique des gènes chloroplastiques pendant la croissance des plantes et les réponses au stress, l'identification des gènes chloroplastiques contenant des introns et la détermination des sites d'épissage dans les introns chloroplastiques font toujours défaut. Ici, nous avons effectué une analyse complète des séquences du génome des chloroplastes dans les plantes et les cultures importantes, y compris quatre dicotylédones (Arabidopsis thaliana, Coffea arabica, Nicotiana tabacum et Panax schinseng) et quatre monocotylédones (Musa acuminata, Oryza sativa, Triticum aestivum et Zea mays). Les résultats ont montré que les génomes chloroplastiques dicotylédones et monocotylédones abritent 6 ARNt contenant des introns (trnA, trnG, trnI, trnK, trnL et trnV) et 10-12 ARNm contenant des introns (atpF, rpl2, rpl16, rps16, ndhA, ndhB, petB, petD, rpoC1, rps12, ycf3 et clpP). Notamment, rpoC1 et clpP manquaient d'introns dans les plantes monocotylédones, à l'exception de M. acuminata. L'analyse des séquences nucléotidiques des introns chloroplastiques a révélé que les sites d'épissage 5', les sites d'épissage 3' et les sites de ramification des introns chloroplastiques étaient hautement conservés chez les dicotylédones et les monocotylédones. Notamment, les sites d'épissage 5'et 3' des introns chloroplastiques étaient similaires à ceux des introns U12 nucléaires, alors que les sites de ramification des introns chloroplastiques étaient homologues à ceux des introns U2 nucléaires. Pris ensemble, ces résultats ont indiqué que les génomes chloroplastiques contenaient des gènes contenant des introns strictement limités avec des sites d'épissage conservés, suggérant que l'épissage des introns chloroplastiques était important pour la biogenèse et la fonction des chloroplastes chez les plantes dicotylédones et monocotylédones.

Translated Description (Spanish)

A pesar del creciente conocimiento sobre la importancia del empalme de intrones de los genes de cloroplastos durante el crecimiento de las plantas y las respuestas al estrés, todavía no se ha identificado los genes de cloroplastos que contienen intrones ni se han determinado los sitios de empalme en los intrones de cloroplastos. Aquí, realizamos un análisis exhaustivo de las secuencias del genoma del cloroplasto en plantas y cultivos importantes, incluidas cuatro dicotiledóneas (Arabidopsis thaliana, Coffea arabica, Nicotiana tabacum y Panax schinseng) y cuatro monocotiledóneas (Musa acuminata, Oryza sativa, Triticum aestivum y Zea mays). Los resultados mostraron que tanto los genomas de cloroplastos de dicotiledóneas como de monocotiledóneas albergan 6 ARNt que contienen intrones (trnA, trnG, trnI, trnK, trnL y trnV) y 10-12 ARNm que contienen intrones (atpF, rpl2, rpl16, rps16, ndhA, ndhB, petB, petD, rpoC1, rps12, ycf3 y clpP). En particular, rpoC1 y clpP carecían de intrones en las plantas monocotiledóneas, excepto M. acuminata. El análisis de las secuencias de nucleótidos de los intrones del cloroplasto reveló que los sitios de corte y empalme 5', los sitios de corte y empalme 3' y los sitios de puntos de ramificación de los intrones del cloroplasto estaban altamente conservados entre las dicotiledóneas y las monocotiledóneas. En particular, los sitios de empalme 5'y los sitios de empalme 3' de los intrones del cloroplasto fueron similares a los de los intrones nucleares U12, mientras que los sitios de punto de ramificación de los intrones del cloroplasto fueron homólogos a los de los intrones nucleares U2. En conjunto, estos resultados indicaron que los genomas de los cloroplastos contenían genes que contenían intrones estrictamente limitados con sitios de empalme conservados, lo que sugiere que el empalme de los intrones de los cloroplastos era importante para la biogénesis y la función de los cloroplastos tanto en plantas dicotiledóneas como monocotiledóneas.

Files

827.pdf

Files (1.9 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
md5:057d3c2492e3f9fd8c5462503bf5965e
1.9 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تحليل شامل للجينات المحتوية على إنترون البلاستيدات الخضراء ومواقع الوصل المحفوظة في نباتات الديكوت والمونوكوت
Translated title (French)
Analyse complète des gènes contenant des introns chloroplastiques et des sites d'épissage conservés chez les plantes dicotylédones et monocotylédones
Translated title (Spanish)
Análisis exhaustivo de genes que contienen intrones de cloroplastos y sitios de empalme conservados en plantas dicotiledóneas y monocotiledóneas

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2892155381
DOI
10.32508/stdjns.v1it1.435

Is supplement to
https://openalex.org/W3187485709 (Other)
https://openalex.org/W2370286598 (Other)
https://openalex.org/W2141167813 (Other)
https://openalex.org/W2118956123 (Other)
https://openalex.org/W2101631559 (Other)
https://openalex.org/W2098389955 (Other)
https://openalex.org/W2066876408 (Other)
https://openalex.org/W1996091651 (Other)
https://openalex.org/W1982217472 (Other)
https://openalex.org/W148194743 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Vietnam

References

  • https://openalex.org/W11154726
  • https://openalex.org/W1494671507
  • https://openalex.org/W1530388202
  • https://openalex.org/W1973517918
  • https://openalex.org/W1988662537
  • https://openalex.org/W1991210664
  • https://openalex.org/W1996091651
  • https://openalex.org/W2044009129
  • https://openalex.org/W2044597770
  • https://openalex.org/W2045096850
  • https://openalex.org/W2057850636
  • https://openalex.org/W2071874488
  • https://openalex.org/W2079699077
  • https://openalex.org/W2089814091
  • https://openalex.org/W2106896768
  • https://openalex.org/W2117665190
  • https://openalex.org/W2120931557
  • https://openalex.org/W2122181911
  • https://openalex.org/W2131679459
  • https://openalex.org/W2132212565
  • https://openalex.org/W2134107197
  • https://openalex.org/W2169669582
  • https://openalex.org/W2179908318
  • https://openalex.org/W2339662051
  • https://openalex.org/W83247859