Published September 27, 2022
| Version v1
Publication
Open
Genome-wide identification of the MAPK gene family in turbot and its involvement in abiotic and biotic stress responses
- 1. Shanghai Ocean University
- 2. Qingdao National Laboratory for Marine Science and Technology
- 3. Chinese Academy of Fishery Sciences
- 4. Ministry of Agriculture and Rural Affairs
Description
The mitogen-activated protein kinase (MAPK) gene family performs crucial roles in cell division, migration, development, apoptosis, inflammatory response, and abiotic and biotic stress responses. However, very little information is available about the MAPKs in turbot ( Scophthalmus maximus ). In this study, 15 turbot MAPKs ( Sm MAPKs) were identified throughout the whole genome, and their basic chemical and physical properties and subcellular localization were illustrated. All Sm MAPKs contained the serine/threonine protein kinases, catalytic domain (S_TKc, SMART00220). Phylogenetic analysis revealed that Sm MAPKs were classified into three subfamilies, namely, c-Jun NH 2 -terminal kinase (JNK), extracellular signal-regulated kinase (ERK), and p38. Conserved motif and gene structure analysis revealed high levels of conservation within and between phylogenetic subfamilies. Expression patterns of MAPKs in distinct tissues and under diverse abiotic and biotic stresses were examined using the published available RNA-seq data sets. As a result, Sm MAPKs showed obviously tissue-specific expression. Furthermore, 7 and 10 candidate stress-responsive MAPK genes were detected under abiotic and biotic stresses, respectively, among which five common MAPK genes, namely, Sm MAPK4 (ERK4), Sm MAPK6 (ERK3), Sm MAPK11 (p38β), Sm MAPK12b (p38γ), and Sm MAPK15 (ERK7/8) showed extremely significant responses to both abiotic and biotic stresses, demonstrating their potential functions in comprehensive antistress. These results demonstrate that MAPKs might play vital roles in response to various abiotic and biotic stresses in turbot, which would contribute to making scientific preventive measures to environmental changes in the process of farming and promoting the development of selective breeding for comprehensive stress resistance in turbot.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تؤدي عائلة جين البروتين كيناز المنشط بالميتوجين (MAPK) أدوارًا حاسمة في انقسام الخلايا، والهجرة، والتطور، والاستماتة، والاستجابة الالتهابية، واستجابات الإجهاد اللاأحيائية والحيوية. ومع ذلك، لا يتوفر سوى القليل جدًا من المعلومات حول MAPKs في التوربوت ( Scophthalmus maximus ). في هذه الدراسة، تم تحديد 15 توربوت MAPKs ( SM MAPKs) في جميع أنحاء الجينوم بأكمله، وتم توضيح خصائصها الكيميائية والفيزيائية الأساسية وتوطينها تحت الخلايا. احتوت جميع SM MAPKs على كينازات بروتين السيرين/الثريونين، المجال الحفاز (S_TKc، SMART00220). كشف التحليل الوراثي أن SM MAPKs تم تصنيفها إلى ثلاث عائلات فرعية، وهي c - Jun NH 2 - كيناز طرفي (JNK)، وكيناز منظم بالإشارة خارج الخلية (ERK)، و p38. كشف تحليل الزخارف المحفوظة والبنية الجينية عن مستويات عالية من الحفظ داخل وبين العائلات الفرعية للتطور الوراثي. تم فحص أنماط التعبير عن MAPKs في أنسجة متميزة وتحت ضغوط غير حيوية وحيوية متنوعة باستخدام مجموعات بيانات تسلسل الحمض النووي الريبي المتاحة المنشورة. ونتيجة لذلك، أظهرت SM MAPKs بوضوح تعبيرًا خاصًا بالأنسجة. علاوة على ذلك، تم اكتشاف 7 و 10 جينات MAPK مستجيبة للإجهاد مرشحة تحت الضغوط اللاأحيائية والحيوية، على التوالي، من بينها خمسة جينات MAPK شائعة، وهي SM MAPK4 (ERK4)، SM MAPK6 (ERK3)، SM MAPK11 (p38β)، SM MAPK12b (p38γ)، وSM MAPK15 (ERK7/8) أظهرت استجابات مهمة للغاية لكل من الضغوط اللاأحيائية والحيوية، مما يدل على وظائفها المحتملة في مكافحة الإجهاد الشامل. توضح هذه النتائج أن MAPKs قد تلعب أدوارًا حيوية استجابة لمختلف الضغوط اللاأحيائية والحيوية في التوربوت، والتي من شأنها أن تسهم في اتخاذ تدابير وقائية علمية للتغيرات البيئية في عملية الزراعة وتعزيز تطوير التربية الانتقائية لمقاومة الإجهاد الشاملة في التوربوت.Translated Description (French)
La famille de gènes de la protéine kinase activée par les mitogènes (MAPK) joue un rôle crucial dans la division cellulaire, la migration, le développement, l'apoptose, la réponse inflammatoire et les réponses au stress abiotique et biotique. Cependant, très peu d'informations sont disponibles sur les MAPK dans le turbot ( Scophthalmus maximus ). Dans cette étude, 15 MAPK de turbot ( Sm MAPK) ont été identifiés dans l'ensemble du génome, et leurs propriétés chimiques et physiques de base et leur localisation subcellulaire ont été illustrées. Tous les Sm MAPK contenaient les protéines kinases sérine/thréonine, domaine catalytique (S_TKc, SMART00220). L'analyse phylogénétique a révélé que les Sm MAPK étaient classés en trois sous-familles, à savoir la c-Jun NH 2 -terminal kinase (JNK), la kinase régulée par le signal extracellulaire (ERK) et la p38. L'analyse des motifs conservés et de la structure des gènes a révélé des niveaux élevés de conservation au sein des sous-familles phylogénétiques et entre celles-ci. Les modèles d'expression des MAPK dans des tissus distincts et sous divers stress abiotiques et biotiques ont été examinés à l'aide des ensembles de données RNA-seq disponibles publiés. En conséquence, les Sm MAPK présentaient évidemment une expression spécifique aux tissus. En outre, 7 et 10 gènes MAPK candidats sensibles au stress ont été détectés sous stress abiotique et biotique, respectivement, parmi lesquels cinq gènes MAPK communs, à savoir Sm MAPK4 (ERK4), Sm MAPK6 (ERK3), Sm MAPK11 (p38β), Sm MAPK12b (p38γ) et Sm MAPK15 (ERK7/8) ont montré des réponses extrêmement significatives aux stress abiotique et biotique, démontrant leurs fonctions potentielles dans l'antistress complet. Ces résultats démontrent que les MAPK pourraient jouer un rôle vital en réponse à divers stress abiotiques et biotiques dans le turbot, ce qui contribuerait à prendre des mesures préventives scientifiques aux changements environnementaux dans le processus d'élevage et à promouvoir le développement de l'élevage sélectif pour une résistance complète au stress dans le turbot.Translated Description (Spanish)
La familia de genes de la proteína quinasa activada por mitógenos (MAPK) desempeña funciones cruciales en la división celular, la migración, el desarrollo, la apoptosis, la respuesta inflamatoria y las respuestas al estrés abiótico y biótico. Sin embargo, se dispone de muy poca información sobre las MAPK en rodaballo ( Scophthalmus maximus ). En este estudio, se identificaron 15 MAPK de rodaballo ( Sm MAPK) en todo el genoma, y se ilustraron sus propiedades químicas y físicas básicas y su localización subcelular. Todas las Sm MAPK contenían el dominio catalítico de serina/treonina proteína quinasas (S_TKc, SMART00220). El análisis filogenético reveló que las Sm MAPK se clasificaron en tres subfamilias, a saber, c-Jun NH 2 -quinasa terminal (JNK), quinasa regulada por señal extracelular (ERK) y p38. El análisis del motivo conservado y la estructura génica reveló altos niveles de protección dentro y entre las subfamilias filogenéticas. Los patrones de expresión de MAPK en tejidos distintos y bajo diversas tensiones abióticas y bióticas se examinaron utilizando los conjuntos de datos de RNA-seq disponibles publicados. Como resultado, las Sm MAPK mostraron una expresión obviamente específica de tejido. Además, se detectaron 7 y 10 genes MAPK candidatos sensibles al estrés bajo estrés abiótico y biótico, respectivamente, entre los cuales cinco genes MAPK comunes, a saber, Sm MAPK4 (ERK4), Sm MAPK6 (ERK3), Sm MAPK11 (p38β), Sm MAPK12b (p38γ) y Sm MAPK15 (ERK7/8) mostraron respuestas extremadamente significativas tanto al estrés abiótico como al biótico, lo que demuestra sus funciones potenciales en el antiestrés integral. Estos resultados demuestran que las MAPK podrían desempeñar un papel vital en respuesta a diversos estreses abióticos y bióticos en el rodaballo, lo que contribuiría a tomar medidas científicas preventivas a los cambios ambientales en el proceso de cultivo y promover el desarrollo de la cría selectiva para la resistencia integral al estrés en rodaballo.Files
pdf.pdf
Files
(4.2 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:0d386ac927dd0b29e26eadde1ff18ff9
|
4.2 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تحديد الجينوم على نطاق واسع لعائلة جين MAPK في التوربوت ومشاركتها في استجابات الإجهاد اللاأحيائية والحيوية
- Translated title (French)
- Identification à l'échelle du génome de la famille de gènes MAPK dans le turbot et son implication dans les réponses au stress abiotique et biotique
- Translated title (Spanish)
- Identificación en todo el genoma de la familia de genes MAPK en rodaballo y su participación en las respuestas al estrés abiótico y biótico
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4303699623
- DOI
- 10.3389/fmars.2022.1005401
References
- https://openalex.org/W1412752787
- https://openalex.org/W1572001733
- https://openalex.org/W1587171141
- https://openalex.org/W1709815505
- https://openalex.org/W1910889493
- https://openalex.org/W1969110412
- https://openalex.org/W1980200149
- https://openalex.org/W1982150819
- https://openalex.org/W1986753065
- https://openalex.org/W1996405087
- https://openalex.org/W1998809668
- https://openalex.org/W2002623534
- https://openalex.org/W2016449976
- https://openalex.org/W2023258127
- https://openalex.org/W2026951979
- https://openalex.org/W2048854261
- https://openalex.org/W2050066579
- https://openalex.org/W2060630008
- https://openalex.org/W2062002598
- https://openalex.org/W2066113694
- https://openalex.org/W2069533198
- https://openalex.org/W2098719212
- https://openalex.org/W2102709156
- https://openalex.org/W2110905563
- https://openalex.org/W2114104545
- https://openalex.org/W2115810559
- https://openalex.org/W2116744776
- https://openalex.org/W2121000910
- https://openalex.org/W2122236130
- https://openalex.org/W2129907014
- https://openalex.org/W2138207763
- https://openalex.org/W2140176615
- https://openalex.org/W2155124532
- https://openalex.org/W2169456326
- https://openalex.org/W2343315584
- https://openalex.org/W2343887005
- https://openalex.org/W2404013489
- https://openalex.org/W2516510164
- https://openalex.org/W2599515587
- https://openalex.org/W2764159065
- https://openalex.org/W2765461670
- https://openalex.org/W2767627455
- https://openalex.org/W2801028996
- https://openalex.org/W2887556715
- https://openalex.org/W2897821561
- https://openalex.org/W2898086106
- https://openalex.org/W2913484841
- https://openalex.org/W2918063357
- https://openalex.org/W2930407341
- https://openalex.org/W2980212085
- https://openalex.org/W2986263971
- https://openalex.org/W2993721056
- https://openalex.org/W3009059080
- https://openalex.org/W3015416904
- https://openalex.org/W3036319615
- https://openalex.org/W3048462691
- https://openalex.org/W3112864144
- https://openalex.org/W3157327915
- https://openalex.org/W3163325991
- https://openalex.org/W3166732218
- https://openalex.org/W3178226815
- https://openalex.org/W3193080828
- https://openalex.org/W3211333100
- https://openalex.org/W4211258630
- https://openalex.org/W4251751280
- https://openalex.org/W4280610936
- https://openalex.org/W4280643105
- https://openalex.org/W4281774075
- https://openalex.org/W4283753013