JAZ Repressors: Potential Involvement in Nutrients Deficiency Response in Rice and Chickpea
Creators
- 1. Jawaharlal Nehru University
- 2. National Institute of Plant Genome Research
- 3. University of Delhi
Description
Jasmonates (JA) are well-known phytohormones which play important roles in plant development and defense against pathogens. Jasmonate ZIM domain (JAZ) proteins are plant-specific proteins and act as transcriptional repressors of JA-responsive genes. JA regulates both biotic and abiotic stress responses in plants; however, its role in nutrient deficiency responses is very elusive. Although, JA is well-known for root growth inhibition, little is known about behavior of JAZ genes in response to nutrient deficiencies, under which root architectural alteration is an important adaptation. Using protein sequence homology and a conserved-domains approach, here we identify 10 novel JAZ genes from the recently sequenced Chickpea genome, which is one of the most nutrient efficient crops. Both rice and chickpea JAZ genes express in tissue- and stimuli-specific manners. Many of which are preferentially expressed in root. Our analysis further showed differential expression of JAZ genes under macro (NPK) and micronutrients (Zn, Fe) deficiency in rice and chickpea roots. While both rice and chickpea JAZ genes showed a certain level of specificity toward type of nutrient deficiency, generally majority of them showed induction under K deficiency. Generally, JAZ genes showed an induction at early stages of stress and expression declined at later stages of macro-nutrient deficiency. Our results suggest that JAZ genes might play a role in early nutrient deficiency response both in monocot and dicot roots, and information generated here can be further used for understanding the possible roles of JA in root architectural alterations for nutrient deficiency adaptations.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
Jasmonates (JA) هي هرمونات نباتية معروفة تلعب أدوارًا مهمة في تطوير النبات والدفاع ضد مسببات الأمراض. بروتينات مجال Jasmonate ZIM (JAZ) هي بروتينات خاصة بالنبات وتعمل ككابحات نسخية للجينات المستجيبة لـ JA. ينظم JA كل من استجابات الإجهاد الحيوي وغير الحيوي في النباتات ؛ ومع ذلك، فإن دوره في استجابات نقص المغذيات بعيد المنال للغاية. على الرغم من أن JA معروف بتثبيط نمو الجذر، إلا أنه لا يُعرف سوى القليل عن سلوك جينات JAZ استجابة لنقص المغذيات، والتي بموجبها يعد التغيير المعماري الجذري تكيفًا مهمًا. باستخدام تماثل تسلسل البروتين ونهج المجالات المحفوظة، نحدد هنا 10 جينات جاز جديدة من جينوم الحمص المتسلسل مؤخرًا، والذي يعد أحد أكثر المحاصيل كفاءة في التغذية. تعبر كل من جينات الأرز والحمص JAZ عن السلوكيات الخاصة بالأنسجة والمحفزات. يتم التعبير عن العديد منها بشكل تفضيلي في الجذر. أظهر تحليلنا كذلك التعبير التفاضلي لجينات الجاز تحت نقص الماكرو (NPK) والمغذيات الدقيقة (Zn، Fe) في جذور الأرز والحمص. في حين أظهرت كل من جينات الأرز والحمص مستوى معينًا من الخصوصية تجاه نوع نقص المغذيات، أظهر معظمها عمومًا تحريضًا تحت نقص K. بشكل عام، أظهرت جينات الجاز تحريضًا في المراحل المبكرة من التوتر والتعبير انخفض في المراحل اللاحقة من نقص المغذيات الكبيرة. تشير نتائجنا إلى أن جينات JAZ قد تلعب دورًا في الاستجابة المبكرة لنقص المغذيات في كل من جذور أحادي وثنائي النواة، ويمكن استخدام المعلومات التي تم إنشاؤها هنا بشكل أكبر لفهم الأدوار المحتملة لـ JA في التعديلات المعمارية الجذرية للتكيف مع نقص المغذيات.Translated Description (French)
Les jasmonates (JA) sont des phytohormones bien connues qui jouent un rôle important dans le développement des plantes et la défense contre les agents pathogènes. Les protéines du domaine Jasmonate ZIM (JAZ) sont des protéines spécifiques aux plantes et agissent comme répresseurs transcriptionnels des gènes sensibles à la JA. L'AJ régule les réponses au stress biotique et abiotique chez les plantes ; cependant, son rôle dans les réponses à la carence en nutriments est très insaisissable. Bien que la JA soit bien connue pour l'inhibition de la croissance des racines, on sait peu de choses sur le comportement des gènes JAZ en réponse aux carences nutritionnelles, en vertu desquelles l'altération de l'architecture des racines est une adaptation importante. En utilisant l'homologie des séquences protéiques et une approche des domaines conservés, nous identifions ici 10 nouveaux gènes JAZ du génome du pois chiche récemment séquencé, qui est l'une des cultures les plus efficaces en nutriments. Les gènes JAZ du riz et du pois chiche s'expriment de manière spécifique aux tissus et aux stimuli. Beaucoup d'entre eux sont préférentiellement exprimés en racine. Notre analyse a également montré une expression différentielle des gènes JAZ en cas de carence en macro (NPK) et en micronutriments (Zn, Fe) dans les racines de riz et de pois chiche. Alors que les gènes JAZ du riz et du pois chiche ont montré un certain niveau de spécificité envers le type de carence en nutriments, généralement la majorité d'entre eux ont montré une induction en cas de carence en K. En général, les gènes JAZ ont montré une induction aux premiers stades du stress et l'expression a diminué aux stades ultérieurs de la carence en macro-nutriments. Nos résultats suggèrent que les gènes JAZ pourraient jouer un rôle dans la réponse précoce à la carence en nutriments à la fois dans les racines monocotylédones et dicotylédones, et les informations générées ici peuvent être utilisées davantage pour comprendre les rôles possibles de JA dans les altérations architecturales des racines pour les adaptations de carence en nutriments.Translated Description (Spanish)
Los jasmonatos (JA) son fitohormonas bien conocidas que desempeñan un papel importante en el desarrollo de las plantas y en la defensa contra los patógenos. Las proteínas del dominio ZIM de jasmonato (JAZ) son proteínas específicas de la planta y actúan como represores transcripcionales de los genes sensibles a JA. La JA regula las respuestas al estrés biótico y abiótico en las plantas; sin embargo, su papel en las respuestas a la deficiencia de nutrientes es muy difícil de alcanzar. Aunque la JA es bien conocida por la inhibición del crecimiento de las raíces, se sabe poco sobre el comportamiento de los genes JAZ en respuesta a las deficiencias de nutrientes, por lo que la alteración arquitectónica de las raíces es una adaptación importante. Utilizando la homología de secuencia de proteínas y un enfoque de dominios conservados, aquí identificamos 10 nuevos genes JAZ del genoma de garbanzo recientemente secuenciado, que es uno de los cultivos más eficientes en nutrientes. Tanto los genes JAZ de arroz como los de garbanzo se expresan de maneras específicas de tejido y estímulo. Muchas de las cuales se expresan preferentemente en raíz. Nuestro análisis mostró además la expresión diferencial de los genes JAZ bajo deficiencia de macro (NPK) y micronutrientes (Zn, Fe) en las raíces de arroz y garbanzo. Si bien los genes JAZ de arroz y garbanzo mostraron un cierto nivel de especificidad hacia el tipo de deficiencia de nutrientes, generalmente la mayoría de ellos mostraron inducción bajo deficiencia de K. En general, los genes JAZ mostraron una inducción en las primeras etapas del estrés y la expresión disminuyó en las etapas posteriores de la deficiencia de macronutrientes. Nuestros resultados sugieren que los genes JAZ podrían desempeñar un papel en la respuesta temprana a la deficiencia de nutrientes tanto en las raíces de monocotiledóneas como en las de dicotiledóneas, y la información generada aquí se puede utilizar aún más para comprender los posibles roles de JA en las alteraciones arquitectónicas de las raíces para las adaptaciones a la deficiencia de nutrientes.Files
pdf.pdf
Files
(5.6 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:aa8121f34716692dd0046c93a4be7d13
|
5.6 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- مثبطات الجاز: المشاركة المحتملة في الاستجابة لنقص المغذيات في الأرز والحمص
- Translated title (French)
- Répresseurs de JAZ : implication potentielle dans la réponse à la carence en nutriments chez le riz et le pois chiche
- Translated title (Spanish)
- Represores JAZ: posible participación en la respuesta a la deficiencia de nutrientes en el arroz y el garbanzo
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2188160344
- DOI
- 10.3389/fpls.2015.00975
References
- https://openalex.org/W1484403819
- https://openalex.org/W1539879080
- https://openalex.org/W1540499211
- https://openalex.org/W1577292085
- https://openalex.org/W1938922846
- https://openalex.org/W1973408460
- https://openalex.org/W1973956243
- https://openalex.org/W1978578968
- https://openalex.org/W1980218099
- https://openalex.org/W1984893452
- https://openalex.org/W1986803550
- https://openalex.org/W1994156996
- https://openalex.org/W1997737856
- https://openalex.org/W2001189067
- https://openalex.org/W2005319444
- https://openalex.org/W2012005942
- https://openalex.org/W2013277487
- https://openalex.org/W2018514563
- https://openalex.org/W2019306845
- https://openalex.org/W2026841737
- https://openalex.org/W2028080106
- https://openalex.org/W2036618361
- https://openalex.org/W2040381492
- https://openalex.org/W2042758661
- https://openalex.org/W2043676058
- https://openalex.org/W2046714176
- https://openalex.org/W2046743812
- https://openalex.org/W2049213754
- https://openalex.org/W2050018481
- https://openalex.org/W2051573075
- https://openalex.org/W2052358260
- https://openalex.org/W2057199951
- https://openalex.org/W2066795918
- https://openalex.org/W2068634426
- https://openalex.org/W2070842692
- https://openalex.org/W2076913878
- https://openalex.org/W2077821800
- https://openalex.org/W2078923711
- https://openalex.org/W2079288754
- https://openalex.org/W2086084556
- https://openalex.org/W2094448246
- https://openalex.org/W2094477559
- https://openalex.org/W2098119559
- https://openalex.org/W2100061185
- https://openalex.org/W2100309036
- https://openalex.org/W2100760318
- https://openalex.org/W2102212011
- https://openalex.org/W2102569081
- https://openalex.org/W2108418392
- https://openalex.org/W2110553548
- https://openalex.org/W2112446130
- https://openalex.org/W2114185778
- https://openalex.org/W2114947124
- https://openalex.org/W2117359634
- https://openalex.org/W2119428951
- https://openalex.org/W2119854546
- https://openalex.org/W2121439354
- https://openalex.org/W2123019342
- https://openalex.org/W2123633232
- https://openalex.org/W2123995489
- https://openalex.org/W2125121305
- https://openalex.org/W2126714423
- https://openalex.org/W2132491389
- https://openalex.org/W2133880171
- https://openalex.org/W2137742998
- https://openalex.org/W2147061516
- https://openalex.org/W2149098862
- https://openalex.org/W2156475745
- https://openalex.org/W2157009395
- https://openalex.org/W2159535206
- https://openalex.org/W2159745632
- https://openalex.org/W2165197594
- https://openalex.org/W2167575596
- https://openalex.org/W2169333650
- https://openalex.org/W2170285648
- https://openalex.org/W2170302056
- https://openalex.org/W2171091820
- https://openalex.org/W2171703004
- https://openalex.org/W2218452478
- https://openalex.org/W4327841726