PHÂN TÍCH NHÓM GEN CHÍNH ĐÁP ỨNG VỚI STRESS HẠN VÀ MẶN Ở CÂY ĐẬU GÀ (Cicer arietinum) BẰNG PHÂN TÍCH DỮ LIỆU GIẢI MÃ HỆ PHIÊN MÃ

Nguyễn Quốc Trung; Tống Văn Hải; Trịnh Thị Lam Hồng; La Việt Hồng; Phan Thị Thu Hiền; Trần Văn Tiến; Chu Đức Hà

doi:10.34238/tnu-jst.5595

PHÂN TÍCH NHÓM GEN CHÍNH ĐÁP ỨNG VỚI STRESS HẠN VÀ MẶN Ở CÂY ĐẬU GÀ (Cicer arietinum) BẰNG PHÂN TÍCH DỮ LIỆU GIẢI MÃ HỆ PHIÊN MÃ

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 27/02/22 Ngày hoàn thiện: 18/04/22 Ngày đăng: 18/04/22

Các tác giả

1. Nguyễn Quốc Trung, Học viện Nông nghiệp Việt Nam
2. Tống Văn Hải, Học viện Nông nghiệp Việt Nam
3. Trịnh Thị Lam Hồng, Học viện Nông nghiệp Việt Nam
4. La Việt Hồng, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2
5. Phan Thị Thu Hiền, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2
6. Trần Văn Tiến, Học viện Hành chính quốc gia
7. Chu Đức Hà , Trường Đại học Công nghệ - ĐH Quốc gia Hà Nội

Tóm tắt

Mục tiêu của nghiên cứu này nhằm xác định các nhóm gen chính có mức độ biểu hiện khác biệt (DEG) tại mẫu rễ trong điều kiện stress hạn và mặn ở cây đậu gà (Cicer arietinum). Bằng cách khai thác các bộ dữ liệu microarray liên quan đến stress hạn và mặn ở đậu gà, tổng cộng 41 DEG (|fold-change| ≥ 15), bao gồm 15 DEG tăng cường biểu hiện mạnh (fold-change ≥ 15) và 26 DEG kìm hãm biểu hiện mạnh (fold-change ≤ -15) đã được sàng lọc ở mẫu rễ trong điều kiện stress hạn và mặn ở cây đậu gà. Dựa trên hệ tham chiếu của cây đậu gà, phần lớn các DEG được chú giải chức năng mã hóa cho các protein điều hòa và chức năng liên quan đến cơ chế đáp ứng và chống chịu stress thẩm thấu. Phân tích đặc tính lý hóa cho thấy các protein đa dạng về kích thước, trọng lượng phân tử, điểm đẳng điện, độ bất ổn định và độ ưa nước trung bình. Bên cạnh đó, 41 protein được dự đoán cư trú tại nhiều bào quan chính trong tế bào, chủ yếu là ở nhân, tế bào chất và màng sinh chất. Tóm lại, kết quả của nghiên cứu đã cung cấp thông tin về nhóm DEG quan trọng liên quan đến stress hạn và mặn ở rễ cây đậu gà định hướng cho các phân tích chức năng gen.

Từ khóa

Đậu gà; Hạn; Mặn; Hệ phiên mã; Gen có biểu hiện đáp ứng; Tin sinh học

Toàn văn:

PDF

Tài liệu tham khảo

[1] L. Yegrem, “Nutritional composition, antinutritional factors, and utilization trends of Ethiopian chickpea (Cicer arietinum L.),” Int J Food Sci, vol. 2021, p. 5570753, 2021.

[2] N. Esfahani, S. Sulieman, J. Schulze, K. Yamaguchi-Shinozaki, K. Shinozaki, and L. S. Tran, “Mechanisms of physiological adjustment of N₂ fixation in Cicer arietinum L. (chickpea) during early stages of water deficit: single or multi-factor controls,” Plant J, vol. 79, no. 6, pp. 964-980, 2014.

[3] A. Rani, P. Devi, U. Jha, K. D. Sharma, K. Siddique, and H. Nayyar, “Developing climate-resilient chickpea involving physiological and molecular approaches with a focus on temperature and drought stresses,” Front Plant Sci, vol. 10, p. 1759, 2020.

[4] C. V. Ha, N. Esfahani, Y. Watanabe, U. T. Tran, and S. Sulieman, “Genome-wide identification and expression analysis of the CaNAC family members in chickpea during development, dehydration and ABA treatments,” Plos ONE, vol. 9, no. 12, p. e114107, 2014.

[5] V. H. La, D. H. Chu, D. C. Tran, H. K. Nguyen, T. Q. Le, M. C. Hoang, P. B. Cao, A. C. Pham, D. B. Nguyen, Q. T. Nguyen, V. L. Nguyen, V. C. Ha, T. H. Le, H. H. Le, D. T. Le, and L. S. Tran, “Insights into the gene and protein structures of the CaSWEET family members in chickpea (Cicer arietinum), and their gene expression patterns in different organs under various stress and abscisic acid treatments,” Gene, vol. 819, p. 146210, 2022.

[6] V. K. Singh, M. S. Rajkumar, and R. Garg, “Genome-wide identification and co-expression network analysis provide insights into the roles of auxin response factor gene family in chickpea,” Sci Rep, vol. 7, p. 10895, 2017.

[7] S. Badhan, P. Kole, A. Ball, and N. Mantri, “RNA sequencing of leaf tissues from two contrasting chickpea genotypes reveals mechanisms for drought tolerance,” Plant Physiol Biochem, vol. 129, pp. 295-304, 2018.

[8] R. Sinha, A. Gupta, and M. Senthil-Kumar, “Concurrent drought stress and vascular pathogen infection induce common and distinct transcriptomic responses in chickpea,” Front Plant Sci, vol. 8, p. 333, 2017.

[9] C. Molina, B. Rotter, and R. Horres, “SuperSAGE: the drought stress-responsive transcriptome of chickpea roots,” BMC Genomics, vol. 9, p. 553, 2008.

[10] M. Kaashyap, R. Ford, H. Kudapa, and M. Jain, “Differential regulation of genes involved in root morphogenesis and cell wall modification is associated with salinity tolerance in chickpea,” Sci Rep, vol. 8, no. 1, p. 4855, 2018.

[11] C. Molina, M. Zaman-Allah, F. Khan, and N. Fatnassi, “The salt-responsive transcriptome of chickpea roots and nodules via deepSuperSAGE,” BMC Plant Biol, vol. 11, p. 31, 2011.

[12] T. Barrett, S. E. Wilhite, P. Ledoux, C. Evangelista, I. F. Kim, M. Tomashevsky, K. A. Marshall, K. H. Phillippy, P. M. Sherman, M. Holko, A. Yefanov, H. Lee, N. Zhang, C. L. Robertson, N. Serova, S. Davis, and A. Soboleva, “NCBI GEO: archive for functional genomics data sets – update,” Nucleic Acids Res, vol. 41, pp. D991-D995, 2013.

[13] M. Jain, G. Misra, R. K. Patel, P. Priya, S. Jhanwar, A. W. Khan, N. Shah, V. K. Singh, R. Garg, G. Jeena, M. Yadav, C. Kant, P. Sharma, G. Yadav, S. Bhatia, A. K. Tyagi, and D. Chattopadhyay, “A draft genome sequence of the pulse crop chickpea (Cicer arietinum L.),” Plant J, vol. 74, no. 5, pp. 715-729, 2013.

[14] D. M. Goodstein, S. Shu, R. Howson, R. Neupane, R. D. Hayes, J. Fazo, T. Mitros, W. Dirks, U. Hellsten, N. Putnam, and D. S. Rokhsar, “Phytozome: A comparative platform for green plant genomics,” Nucleic Acids Res, vol. 40, pp. D1178-D1186, 2012.

[15] Y. Liao, G. K. Smyth, and W. Shi, “The R package Rsubread is easier, faster, cheaper and better for alignment and quantification of RNA sequencing reads,” Nucleic Acids Res, vol. 47, p. e47, 2019.

[16] S. El-Gebali, J. Mistry, A. Bateman, S. R. Eddy, A. Luciani, S. C. Potter, M. Qureshi, L. J. Richardson, G. A. Salazar, A. Smart, E. L. Sonnhammer, L. Hirsh, L. Paladin, D. Piovesan, S. C. Tosatto, and R. D. Finn, “The Pfam protein families database in 2019,” Nucleic Acids Res, vol. 47, p. gky995, 2018.

[17] E. Gasteiger, C. Hoogland, A. Gattiker, S. Duvaud, M. R. Wilkins, R. D. Appel, and A. Bairoch, “Protein identification and analysis tools on the ExPASy Server,” In John M. Walker (ed): The Proteomics Protocols Handbook, Humana Press, pp. 571-607, 2005.

[18] K. Shinozaki and K. Yamaguchi-Shinozaki, “Gene networks involved in drought stress response and tolerance,” J Exp Bot, vol. 58, no. 2, pp. 221-227, 2007.

[19] S. Briesemeister, J. Rahnenführer, and O. Kohlbacher, “YLoc - an interpretable web server for predicting subcellular localization,” Nucleic Acids Res, vol. 38, pp. W497-W502, 2010.

DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.5595

Các bài báo tham chiếu

Hiện tại không có bài báo tham chiếu



Ghi nhớ