Published April 27, 2022
| Version v1
Publication
Open
Genome-wide Characterization of the JmjC Domain-Containing Histone Demethylase Gene Family Reveals GhJMJ24 and GhJMJ49 Involving in Somatic Embryogenesis Process in Cotton
Creators
- 1. Cotton Research Institute
- 2. Chinese Academy of Agricultural Sciences
- 3. Zhengzhou University
- 4. Dongfeng Motor Group (China)
Description
The Jumonji C (JmjC) domain-containing protein family, an important family of histone demethylase in plants, can directly reverse histone methylation and play important roles in various growth and development processes. In the present study, 51 JmjC genes (GhJMJs) were identified by genome-wide analysis in upland cotton (Gossypium hirsutum), which can be categorized into six distinct groups by phylogenetic analysis. Extensive syntenic relationship events were found between G. hirsutum and Theobroma cacao. We have further explored the putative molecular regulatory mechanisms of the JmjC gene family in cotton. GhJMJ24 and GhJMJ49 were both preferentially expressed in embryogenic callus compared to nonembryogenic callus in cotton tissue culture, which might be regulated by transcription factors and microRNAs to some extent. Further experiments indicated that GhJMJ24 and GhJMJ49 might interact with SUVH4, SUVH6, DDM1, CMT3, and CMT1 in the nucleus, potentially in association with demethylation of H3K9me2. Taken together, our results provide a foundation for future research on the biological functions of GhJMJ genes in cotton, especially in somatic embryogenesis in cotton tissue culture, which is crucial for the regeneration of transgenic plants.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
يمكن لعائلة البروتين التي تحتوي على مجال Jumonji C (JmjC)، وهي عائلة مهمة من الهيستون ديميثيلز في النباتات، عكس مثيلة الهيستون بشكل مباشر ولعب أدوار مهمة في مختلف عمليات النمو والتطور. في هذه الدراسة، تم تحديد 51 جينًا من جينات JmjC (GhJMJs) عن طريق التحليل على مستوى الجينوم في القطن المرتفع (Gossypium hirsutum)، والذي يمكن تصنيفه إلى ست مجموعات متميزة عن طريق التحليل الوراثي. تم العثور على أحداث علاقة اصطناعية واسعة النطاق بين G. hirsutum و Theobroma cacao. لقد استكشفنا كذلك الآليات التنظيمية الجزيئية المفترضة لعائلة جين JmjC في القطن. تم التعبير عن كل من GhJMJ24 و GhJMJ49 بشكل تفضيلي في الكالس الجنيني مقارنة بالكالس غير الجنيني في مزرعة أنسجة القطن، والتي قد يتم تنظيمها بواسطة عوامل النسخ والحمض النووي الريبي الميكروي إلى حد ما. أشارت تجارب أخرى إلى أن GhJMJ24 و GhJMJ49 قد يتفاعلان مع SUVH4 و SUVH6 و DDM1 و CMT3 و CMT1 في النواة، ويحتمل أن يكون ذلك مرتبطًا بإزالة الميثيل من H3K9me2. توفر نتائجنا مجتمعة أساسًا للبحوث المستقبلية حول الوظائف البيولوجية لجينات غجمج في القطن، خاصة في التكوين الجنيني الجسدي في زراعة أنسجة القطن، وهو أمر بالغ الأهمية لتجديد النباتات المعدلة وراثيًا.Translated Description (French)
La famille des protéines contenant le domaine Jumonji C (JmjC), une famille importante d'histone déméthylase chez les plantes, peut directement inverser la méthylation des histones et jouer un rôle important dans divers processus de croissance et de développement. Dans la présente étude, 51 gènes JmjC (GhJMJs) ont été identifiés par analyse génomique dans le coton des hautes terres (Gossypium hirsutum), qui peut être classé en six groupes distincts par analyse phylogénétique. Des événements de relations synténiques étendues ont été trouvés entre G. hirsutum et le cacao Theobroma. Nous avons exploré plus en détail les mécanismes de régulation moléculaire putatifs de la famille du gène JmjC dans le coton. GhJMJ24 et GhJMJ49 étaient tous deux exprimés préférentiellement dans le cal embryogène par rapport au cal non embryogène dans la culture de tissus de coton, qui pourrait être régulé par des facteurs de transcription et des microARN dans une certaine mesure. D'autres expériences ont indiqué que GhJMJ24 et GhJMJ49 pourraient interagir avec SUVH4, SUVH6, DDM1, CMT3 et CMT1 dans le noyau, potentiellement en association avec la déméthylation de H3K9me2. Ensemble, nos résultats fournissent une base pour de futures recherches sur les fonctions biologiques des gènes GhJMJ dans le coton, en particulier dans l'embryogenèse somatique en culture de tissus de coton, qui est cruciale pour la régénération des plantes transgéniques.Translated Description (Spanish)
La familia de proteínas que contienen el dominio Jumonji C (JmjC), una importante familia de histona desmetilasa en las plantas, puede revertir directamente la metilación de histonas y desempeñar papeles importantes en diversos procesos de crecimiento y desarrollo. En el presente estudio, se identificaron 51 genes JmjC (GhJMJ) mediante análisis de todo el genoma en algodón de tierras altas (Gossypium hirsutum), que se pueden clasificar en seis grupos distintos mediante análisis filogenético. Se encontraron extensos eventos de relación sinténica entre G. hirsutum y Theobroma cacao. Hemos explorado más a fondo los supuestos mecanismos de regulación molecular de la familia de genes JmjC en el algodón. GhJMJ24 y GhJMJ49 se expresaron preferentemente en el callo embriogénico en comparación con el callo no embriogénico en el cultivo de tejidos de algodón, que podría estar regulado por factores de transcripción y microARN en cierta medida. Otros experimentos indicaron que GhJMJ24 y GhJMJ49 podrían interactuar con SUVH4, SUVH6, DDM1, CMT3 y CMT1 en el núcleo, potencialmente en asociación con la desmetilación de H3K9me2. En conjunto, nuestros resultados proporcionan una base para futuras investigaciones sobre las funciones biológicas de los genes GhJMJ en el algodón, especialmente en la embriogénesis somática en el cultivo de tejidos de algodón, que es crucial para la regeneración de plantas transgénicas.Files
pdf.pdf
Files
(4.5 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:6e756ae17cc7d9541ede427606d0172b
|
4.5 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- يكشف التوصيف على مستوى الجينوم لعائلة الهيستون ديميثيلاز الجينية المحتوية على مجال JmjC عن مشاركة GhJMJ24 و GhJMJ49 في عملية تكوين الأجنة الجسدية في القطن
- Translated title (French)
- La caractérisation à l'échelle du génome de la famille des gènes de l'histone déméthylase contenant le domaine JmjC révèle que GhJMJ24 et GhJMJ49 participent au processus d'embryogenèse somatique dans le coton
- Translated title (Spanish)
- La caracterización de todo el genoma de la familia de genes de histona desmetilasa que contiene el dominio JmjC revela que GhJMJ24 y GhJMJ49 participan en el proceso de embriogénesis somática en el algodón
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4224929273
- DOI
- 10.3389/fmolb.2022.888983
References
- https://openalex.org/W1586806191
- https://openalex.org/W1857141584
- https://openalex.org/W1966554737
- https://openalex.org/W1968816051
- https://openalex.org/W1975195438
- https://openalex.org/W1982409009
- https://openalex.org/W1985180051
- https://openalex.org/W2004622806
- https://openalex.org/W2011005775
- https://openalex.org/W2012829695
- https://openalex.org/W2016813268
- https://openalex.org/W2020134788
- https://openalex.org/W2024547598
- https://openalex.org/W2030734038
- https://openalex.org/W2034611055
- https://openalex.org/W2039995816
- https://openalex.org/W2060273066
- https://openalex.org/W2068053372
- https://openalex.org/W2082694471
- https://openalex.org/W2086334204
- https://openalex.org/W2096083625
- https://openalex.org/W2097842908
- https://openalex.org/W2100849967
- https://openalex.org/W2101749620
- https://openalex.org/W2104683498
- https://openalex.org/W2107314112
- https://openalex.org/W2119091671
- https://openalex.org/W2119158976
- https://openalex.org/W2137450588
- https://openalex.org/W2141275463
- https://openalex.org/W2143658931
- https://openalex.org/W2145091349
- https://openalex.org/W2146547152
- https://openalex.org/W2150413484
- https://openalex.org/W2150609732
- https://openalex.org/W2153743452
- https://openalex.org/W2158804744
- https://openalex.org/W2168804352
- https://openalex.org/W2335979086
- https://openalex.org/W2346418876
- https://openalex.org/W2395457242
- https://openalex.org/W2436556593
- https://openalex.org/W2511896162
- https://openalex.org/W2559466477
- https://openalex.org/W2622014095
- https://openalex.org/W2739174192
- https://openalex.org/W2771293374
- https://openalex.org/W2774515883
- https://openalex.org/W2779663078
- https://openalex.org/W2791002273
- https://openalex.org/W2792692754
- https://openalex.org/W2795918348
- https://openalex.org/W2799524357
- https://openalex.org/W2845205908
- https://openalex.org/W2891711884
- https://openalex.org/W2898402099
- https://openalex.org/W2900569176
- https://openalex.org/W2901110416
- https://openalex.org/W2923442306
- https://openalex.org/W2941316273
- https://openalex.org/W2942754498
- https://openalex.org/W2974901165
- https://openalex.org/W3000693847
- https://openalex.org/W3027303893
- https://openalex.org/W3036319615
- https://openalex.org/W3105321305
- https://openalex.org/W3106610213
- https://openalex.org/W3106765671
- https://openalex.org/W3185698617
- https://openalex.org/W4212766227
- https://openalex.org/W4237111828
- https://openalex.org/W4241336076