跳转到主要内容

赤霉素对黄羽扇豆花药开裂的调控(黄羽扇豆(法律)

摘要

背景

导致花粉粒释放的花药开裂受到多种因素的时空调控。在黄色羽扇豆(黄羽扇豆L.),一个展示克里斯科克明的物种,花药在花之前分裂,但这个过程的过程和调节是未知的。通过荷尔蒙途径进行特定对特性发展的控制,可确保生殖成功的广泛作用。在我们以前关于黄羽羽的花和早期豆荚开发的研究中,我们表明了最低的成绩单水平Lldella1.赤霉素(GA)信号的主要阻遏因子,大约发生在花药开放时;因此,本研究的主要目的是对赤霉素(GA)进行精确的研究3.) - 依赖于该物种中的花药裂开的调节。

结果

本文研究了黄羽扇豆花药开裂过程中花药结构的特殊变化,包括木质纤维素沉积引起的药室内壁二次加厚、隔膜/口处的酶促细胞壁破坏和程序性细胞死亡(PCD)引起的细胞变性,并确定了几个与这个过程广泛相关的基因。基因的表达谱随着时间的推移而变化,在花药开放前或开放时,mRNA的积累最为强烈。转录活性也显示这些基因以GA依赖的方式高度共表达和调控。GA的细胞和组织定位3.结果表明,这些分子在花药开放前就已经存在,主要存在于隔细胞、维管束附近和药室内壁,随后就不被检测到。GA公司3.本地化与与GA生物合成和失活相关的基因的转录活动强烈相关。结果也表明了GA3.控制llgamyb.通过利米尔159依赖的途径。

结论

结果表明,遗传算法有明显的贡献3.在对黄羽羽的广泛花药脱屑过程中的控制中的控制。理解在激素和分子水平下的花粉释放的过程是控制这种经济上重要的豆科作物物种中生育能力的重要方面,并且对育种者越来越令人感兴趣。

背景

雄蕊的发育和活花粉粒的释放是影响植物生殖的关键因素,其次是授粉、受精和结实发育。由于对产量的影响,这对包括豆科在内的作物尤其重要。对雄蕊发育的认识正在增加,但大多数的信息来自于对雄性不育突变体的分析拟南芥和米饭(水稻) [123.4.5.].模型植物雄蕊发育有14个早期和晚期阶段答:芥[16.7.]. 成熟雄蕊发生的基本和广泛的过程是花药开裂,通常包括以下几个阶段:(I)药室内壁扩张和负责药室内壁和连接细胞壁增厚的物质沉积(二) 绒毡层和中层退化(7-11期)(三) 两室间隔膜的酶促开放及其进行性退化(11-12期)(四) 由修饰表皮细胞形成的口破裂(12期);在第13阶段,花粉粒从小室中释放出来。最后,花药衰老并与花分离(第14a-14c阶段)[12].许多种,如答:芥、烟草(烟草)而水稻则表现出相似的花药开裂过程[18.9.10]. 鼻中隔的分化和退行性变n .烟草)和裂口是保守的[8.];然而,发育存在差异,例如,在花药结构或键入endothecial增厚[1112].许多证据表明次生细胞壁增厚在花粉释放中起着至关重要的作用。有人认为,这与释放力量破坏口孔细胞密切相关[24.11].二次细胞壁的关键部件是木质素,纤维素和半纤维素(XYLAN和Glucomananan)。木质素由三个亚基组成,即对羟基苯基(H),胍(G)和霉菌,最重要的酶催化,即木质素生物合成的最后一步是褐煤脱氢酶(CAD)[13].在答:芥, 二无赖基因(计算机辅助设计计算机辅助设计)这些基因的突变体表明药室内壁缺乏木质素,导致花药不开裂[14]. 在参与次生细胞壁形成的基因中,不规则木质部1/6/8IRX1/6/8号)也可以区分[151617].IRX1型,具有替代名称纤维素合酶A催化亚基8塞萨8),是合成纤维素所必需的[16];IRX6型(同义词COBRA样4)编码眼镜蛇家族的一员,用于纤维素的沉积IRX8型(同义词半乳糖醛酸转移酶12GAUT12)糖基转移酶(GT8)属于CAZy家族,参与木聚糖和木质素在次生细胞壁的沉积[1518]. 花药开裂的主要事件之一是果胶降解导致细胞分离,这涉及多聚半乳糖醛酸酶(PGs)等酶。QUARTET2(QRT2)是一个小家族endo-PGs的一部分,参与花药开裂过程[4.19].许多论文表明,隔膜和浮雕通过发育编程的细胞死亡(PCD)的过程,作为裂开的一部分,经历退化和细胞死亡的过程。此外,植物细胞通常响应激素介导的信号通路进行PCD [8.20.]. 在与PCD相关的基因中答:芥促进细胞生存1保时捷中心1)被认为是一种重要的编码天门冬氨酸蛋白酶的因子,在生殖和胚胎发生过程中起作用。使用过表达的转基因植物保时捷中心1, Ge等人发现该基因抑制花药中PCD通路的单个元件[21].

对晚裂突变体的检测表明,花药开放时间受植物激素等多种因素的严格控制。通常情况下,答:芥在植物激素生物合成或感知方面有缺陷的突变体是雄性不育的,其花药分裂太晚,无法进行有效的授粉和受精[8.9.2223].赤霉素(GAs)在控制花粉形成和生活力、花丝伸长和花药开裂方面起着重要作用[5.2425262728].晚期Ga生物合成阶段由吉伯塞林3-氧化酶(GA301)催化,其负责生产活性植物激素分子和胃纤维蛋白2-氧化酶(Ga 2氧钛),其失活。GA信号通路中的中心因素是伽米布,属于R2R3-MYB亚家族。大麦(大麦芽)显示过度表达HvGAMYB导致具有贴心的表型[29]. 另一项研究显示伽米布与MicroRNA合作,特别是mir159合作30.]. 这些事实表明,需要一组复杂的相互作用来协调花内导致花药开裂的事件。

与异花授粉相比,花药开放发育时间影响授粉类型和自花授粉程度。这对育种计划和农业的种子生产很重要。一般来说,花粉释放发生在花朵完全开放的时候答:芥花期13[31];但是,在一些植物中,包括黄羽豆(黄羽扇豆在闭花中发现了一种特殊的自花授粉类型(闭花授粉)。黄羽扇豆还具有固定大气氮的能力,种子中蛋白质含量高;因此,它在世界范围内被用作食物和饲料来源。然而,这种豆科植物存在过早脱落的问题[32333435].多年来,有一个假设,过度花脱落的原因可能是不正确的雄蕊发育,因此,授粉不足,施用和豆荚设置,降低产量。我们之前的研究表明,改变了级别Lldella1.MRNA,编码GA信号的主要压缩机,支持正确的花和POD开发[34]. 有趣的是Lldella1.在花蕾期相对较高,然后略微下降,直到花药开口;在授粉期间,施肥和早期荚开发,观察到转录水平的逐步增加。这是间接地表明气体在花发育中的参与。在不同的植物物种中,对雄蕊发展中的气体作用的研究专注于早期阶段,并且有很少或没有可用的数据在晚期阶段的效果,包括花药裂开。因此,本研究的主要目的是了解黄羽磺胺的GA调后花药开发的未开发过程,这可能导致未来的男性生育率,并有助于消除低产的问题。我们专注于基因和蛋白质,这可能是在黄色羽扇豆的发育变化的潜在标志。在施用各种化合物后,在施用各种化合物后与裂开的基因表达谱的检查(赤霉酸,GA3.和多效唑(PAC)联合使用GA3.免疫定位为黄羽扇豆花药发育过程的调控提供了广阔的视野。预测蛋白的功能是基于保守结构域、基序和特定氨基酸的存在来定义的。本研究辅以组织学分析,以确定黄羽扇豆花药在大面积开裂过程中结构的变化。

结果

不同发育阶段羽扇豆花药结构的特异性变化

选择黄羽扇豆花药发育后期(LAD)发生开裂的个体阶段(图。1一种)。在LAD的第一阶段(1个LAD),其对应于答:芥第11期,分离出4个带花粉的房室。1b)。因此,花药是在线切片和四孢子。在黄羽羽的中心,发现含有两侧的隔膜的血管束的结缔组织(其分开该当地)。此外,隔膜细胞的特征在于根据其位置的不同尺寸,其倾向于更靠近花药中心的细胞要大得多。围绕花药局的壁由以下细胞层组成:表皮,内皮,中间层和绦虫。外部定位的表皮由一层纵向细长的细胞组成。分化的表皮细胞形成与隔膜细胞相邻的呼吸区域。下一层由具有可见的二级细胞壁增厚的横向细长的内皮细胞组成。另外,在当地中可见Tapetum的遗体(图。1B).在LAD 1期,也注意到鼻中隔从吻合口破裂(图。1C).这产生双房花药,隔细胞在LAD第二期(2 LAD)明显恶化(对应于答:芥阶段12)(图。1D).气孔形成一个单细胞区域,其位置决定了花药开口的位置。隔膜后期收缩和破裂似乎有助于破口,从而导致花粉释放(这些过程同时发生)。分裂过程不影响中央结缔细胞,使其保持连接。2 LAD发生黄色羽扇豆花药开放,对应于第13期答:芥(无花果。1E) 是的。开裂后,花药发生衰老(3 LAD,Fig。1F/G),其特征是细胞进一步退化和收缩,以及整个花药结构(4 LAD,Fig。1你好)。

图1
图1

一种黄色羽扇豆的花发育的个体阶段(1F-10F)。开裂完成后(1F-3F),花药开放大约发生在花发育的第四阶段(4F),此时花完全关闭。然后进行授粉、受精、结荚和发育(5F-10F)。花发育的第1和第2阶段对应于花药发育后期的第1阶段;花发育的第三和第四阶段对应LAD发育的第二阶段;花发育的第五个阶段与LAD的第三个阶段平行;花发育的第6、7个阶段对应LAD的第4个阶段。B-I公司不同发育阶段羽扇豆花药的解剖结构。切片用甲苯胺蓝染色,花药用光镜观察。C—结缔组织,VB—维管束,Se—隔膜,StR—气孔区,P—花粉粒,En—药室内壁,E—表皮,T—绒毡层。比例尺 = 1. 厘米(A);50 μm(B-I)

内皮细胞壁的次生增厚

在黄色羽扇豆花药开裂的第一阶段,位于子房室周围的内皮层发生次生增厚。2A) 是的。细胞壁呈U形增厚。同样的情况也发生在结缔组织细胞壁上,但程度要小得多。其它的花药细胞,例如产生表皮、隔或口部的细胞,不经历加厚,这表明次生加厚的区域严格地局限于药室内壁。

图2
图2.

一种黄色羽扇豆花药壁次生增厚(SecThick)的定位。横切面甲苯胺蓝染色。光镜下拍摄花药。B.典型木质素的作用(无赖肉桂醇脱氢酶)及纤维素(IRX1 / CesA8不规则XYLEM1/纤维素合酶A催化亚基8;IRX6型/COBRA样4;IRX8型/GAUT12半乳糖醛酸转移酶12)生物合成相关基因[15183637].C研究基因的转录活性(与LlACT)在花药发育后期(LAD)和赤霉素处理后(LAD+GA)3.100μM)。数据为3个生物重复的平均值±标准差,每个重复有2个技术重复。字母代表统计上显着的差异第页ydF4y2Ba < 0.05 (one-way ANOVA followed by Tukey’s honest significant difference test). Scale bars = 25 μm

次生壁相关基因的表达谱(图。2B) 有无GA3.建立了黄羽磺丁的所有LAD相的应用(图。2C) 是的。在LAD的第一和第二阶段,表达水平明显升高LLCAD.和所有LlIRX与第三和第四LAD期的基因进行比较。此外,GA3.处理增加了木素/纤维素/木聚糖生物合成基因的数量,特别是在LAD第二阶段。可见,黄羽扇豆内皮细胞壁次生增厚相关基因表达共同上调,其转录活性主要与黄羽扇豆LAD第1和第2期的变化有关。此外,似乎所有被识别的基因的转录水平都是GA依赖的。

隔膜/口孔细胞破裂

细胞分离是在黄羽羽花药中发生的重要事件。Dehiscence涉及相邻电池之间的细胞壁材料的中断(图。3.A).很可能内切蛋白和植物激素参与了这一过程。在LAD的选定阶段,我们检测了转录活性LlQRT2型,编码参与细胞之间果胶衰弱的标记酶(图。3.b)。结果表明金额LlQRT2型当隔膜/口腔阵风的崩溃发生时,MRNA在第一和第二个阶段高。在第三和第四个阶段检测到较低水平的转录物。有趣的是,LlQRT2型表达被Ga刺激3.尤其是在第二阶段。

图3
图3.

一种在黄羽磺尼的第一和第二晚药发育(LAD)阶段中的隔膜(SE)和浮雕(ST)细胞的破裂;CLAD第1期和第3期隔膜细胞进行性退变。所有横切面均用甲苯胺蓝染色。光镜下拍摄花药。B.D.表达档案LlQRT2型QUARTET2)以及LlPCS1公司促进细胞生存1)关于LlACT)在LAD的不同阶段,以及GA之后3.应用(LAD + GA3.100μM)。P花粉粒。数据为3个生物重复的平均值±标准差,每个重复有2个技术重复。字母代表统计上显着的差异第页ydF4y2Ba< 0.05(单因素方差分析,Tukey’s HSD检验).秤条=10μm

中隔/口细胞经PCD相关过程的变性

黄褐色花药隔膜和浮雕接受退化和细胞死亡,以促进花粉释放通过GA依赖性PCD相关方法(图。3.C).为了证明这一点,我们确定了的表达谱LlPCS1公司,编码天冬氨酸蛋白酶,是一种抗细胞死亡成分。一如预期,GA3.应用降低的转录活性LlPCS1公司尤其是在LAD的第一和第四阶段(图。3.d)。这是间接地表明了GA3.通过抑制抗PCD因子,在黄色羽扇豆间处理中得到这种过程。

赤霉素在黄羽扇豆花药发育过程中的细胞和组织定位

我们对GA进行了细胞和组织免疫定位3.在黄色羽扇豆中的所有选定阶段的花药成熟的阶段(图。4.).结果表明GA的最高累积3.发生在花药开放前的第一个LAD期(图。4.A).在细胞水平,在双房花药形成时,变性的隔室细胞的整个细胞质中发现最强的荧光信号(细胞充满GA)3.; 图。4.A1)。维管束附近、中间层和内膜细胞中均有较高水平的植物激素分子,表皮中含量较低。在LAD第二阶段,当气孔细胞被破坏,花粉室打开时,荧光信号表明GA3.内容几乎是不可察觉的(图。4.B) 是的。GA公司3.在逐步退化隔膜,中间层的细胞中发现的,附近的维管束(图4.B1)。在花药开放和成熟花粉粒释放后(3 LAD期),没有荧光信号表明GA的存在3.观察到(图。4.GA C)。3.当完全细胞变性和发生时间的老化时,也没有检测到信号(4个LAD阶段)。缺乏细胞核也是明显的,这表明了花药的整个细胞的变性和死亡的快速进展过程(图。4.d)。

图4
图4.

赤霉素3.)免疫定位在黄羽扇豆花药发育后期(LAD)的选定阶段(1-4)。绿色荧光对应GA3.积累和蓝荧光表明用DAPI染色的细胞核。子保护A1 / B1分别在标有红色方块的地方分别放大子保护A / B的放大。红色箭头表示ga3.信号在选定的放大细胞。在子图B和B’中用虚线标记的黄色方块表示相同的单元格区域。细胞壁和花粉粒可见自身荧光。VB -维管束,P -花粉粒,E -表皮,En -内皮,T -绒毡层,C -结缔组织,Se -隔膜,St -口孔。规模的酒吧:25μm (A, B, B, C, D), 10μm (A1)和5μm (B1)

GA公司3.定位与GA代谢相关

的表达谱llga3ox.参与形成活性植物激素分子和LlGA2ox1型负责GA失活(图。5.)来验证它们是否与内源性遗传相关3.等级。在LAD的后续阶段,减少llga3ox.观察mRNA水平(图。5.一种)。如果是LlGA2ox1型,发现了相反的情况(图。5.b)。此外,使用PAC,其抑制GA生物合成的早期阶段的,显著减少两个研究的基因的表达。

图5
图5.

相对转录水平llga3ox.赤霉素3-氧化酶)与GA生物合成连接(一)LlGA2ox1型赤霉素2-氧化酶1)参与Ga停用(B.)对黄羽扇豆花药发育后期进行了研究。部分花药用多效唑(LAD+PAC,100)溶液处理 0.05%吐温20(LAD)处理,其它花药仅用0.05%吐温20(LAD)处理。LlACT)用作内部控制。数据为3个生物重复的平均值±标准差,每个重复有2个技术重复。字母代表显著的差异第页ydF4y2Ba< 0.05(单因素方差分析,Tukey’s HSD检验)

GA公司3.在花药发育后期通过miR159依赖的途径控制LlGAMYB的表达

佐治亚州黄羽扇豆3.在调控可能参与llgamyb.通过控制利米尔159表达式级别。这个llgamyb.利米尔159LAD的四个阶段以及GA后的转录活性3.和PAC应用,检查(图。6.).这llgamyb.无论有无GA,表达量几乎相同3.治疗,但缺乏ga3.由于PAC应用导致增加llgamyb.特别是在LAD的第一和第二阶段(图。6.一种)。这些结果表明,GA3.可能是间接调节llgamyb.表达。因此,我们检查了利米尔159表达谱(无花果。6.B) 是的。GA公司3.治疗增加利米尔159mRNA水平,重要的是,PAC的应用显著降低了利米尔159.通过在不应用任何化合物的情况下分析自然条件,可以得出结论llgamyb.在LAD的前两个阶段表达量高,然后降低。这与基因的转录活性呈负相关利米尔159在LAD的第二阶段显著增加。这可能是细胞mRNA含量减少的原因llgamyb.在第三和第四阶段。结果表明llgamyb.与共同表达利米尔159在黄色羽扇豆花。它还如此llgamyb.转录物水平可能由MiR159在黄色羽扇豆的麻花中调节。

图6
图6.

相对转录活性llgamyb.参与GA信号(一)利米尔159与切割有关伽米布成绩单(B.);黄羽扇豆花药发育后期(LAD)。用GA溶液对部分花药进行了处理3.(拉丁美洲+拉丁美洲)3., 100 μM)在0.05%吐温20溶液中,用多效唑(LAD+PAC,100)溶液处理 0.05%吐温20(LAD)处理,有的仅用0.05%吐温20(LAD)处理。LlACT)用作内部控制。数据为3个生物重复的平均值±标准差,每个重复有2个技术重复。字母代表统计上显着的差异第页ydF4y2Ba< 0.05(单因素方差分析,Tukey’s HSD检验)

研究基因的电子分析

许多基因编码酶与花药开裂促使我们进行生物信息学分析。从黄羽扇豆中鉴定出的全长cDNA序列、推导的氨基酸序列、分子量、预测的等电点和NCBI登录号(图S1,年代2,年代3.,年代4.,年代5.,年代6.,年代7.,年代8.,年代9.a).构建与预测的黄色羽扇豆中蛋白质相似性/同属度最高的不同蛋白质的最大似然系统发育树(图S1b、 S码2b、 S码3.b、 S码4.b、 S码5.b、 S码6.b、 S码7.b、 S码8.b、 S码9.b) 是的。在所有情况下,黄羽扇豆蛋白与豆科植物尤其是窄叶羽扇豆蛋白的关系最为密切(L. Angustifolius.). 为了更好地理解所有黄羽扇豆蛋白的功能,我们发现并定位了保守的结构域、基序和特定的氨基酸(图3)11A'-F';图S12一个“c”)。利用许多植物中存在的相似蛋白的背景,确定了黄色羽扇豆中所有保守结构域、基序和氨基酸的位置(图S1CS2CS3.CS4.CS5.CS6.CS7.CS8.CS9.C)。另外,预测的黄羽磺丁蛋白基于其他植物物种中描述的那些(表1). 黄羽扇豆蛋白的三级结构是用Robetta服务预测的(图S)11A-F;图S12A-C)。另外,与其他植物物种的氨基酸序列进行比较。包括相同氨基酸的相似性和数量(图。1d,年代2d,年代3.d,年代4.d,年代5.d,年代6.d,年代7.d,年代8.d,年代9.d)。遵循植物王国中的蛋白质如CAD,CESA8,COBL4或GAUT12,而剩余的蛋白质(PG / QRT2,PCS1,GA3OX,GA2OX和GAMYB)在密切相关的物种中表现出更大的亲和力,但相同程度更低/类似物种的相似之处答:芥. 完整的cDNA序列Ll-MIR159在黄羽扇豆中鉴定(图10)与…相比MIR159在其他植物物种中克隆的序列显示出最高的相似性。在此基础上,构建了系统发育树(图。7.一种)。更多Ll-MIR159分析显示,形成成熟miRNA的21nt片段与在不同植物物种中鉴定的另一个片段具有非常高的相似性。在比较的12个物种中,有11个物种的这些序列片段是100%相同的(图。7.B) 是的。Ll-pre-miR159的二级茎环结构片段和成熟的miR159在前体序列的茎上的定位(图。7.C) 是的。Ll-pre-miR159与成熟miR159的核苷酸序列比对Manihot Esculenta.Dimocarpus龙眼Populus Trichocarpa.Populus tomentosaCucumis梅洛柑橘sinensis.答:芥显示了(图。7.D) 是的。基因的某些核苷酸序列的排列llgamyb.(Ll-miR159靶基因)的同源基因甘氨酸Soja.G最大值答:芥还提供了(图。7.e)。

表1黄羽豆蛋白中保守结构域、基元和特异氨基酸的预测功能[LlCAD(肉桂醇脱氢酶);LlCesA8/ llrx1 (cellulose synthase A catalytic subunit 8/不规则XYLEM1);LlCOBL4 / IRX6 (COBRA-like4);LlGAUT12 / LlIRX8 (galacturonosyltransferase12);LlPG / LlQRT2(聚半乳糖醛酸酶/ QUARTET2);LlPCS1(促进细胞存活1);LlGA3ox(赤霉素3-oxidase);LlGA2ox1(赤霉素2-oxidase1);LlGAMYB)]基于发表在其他植物物种的数据
图7
图7.

黄羽磺丁中鉴定的LL-Pre-MiR159序列分析;(一)系统发育关系Ll-MIR159和....相比MIR159在各种植物中;(二)部分核苷酸序列的比对(21 bp,形成一个成熟的miRNA)Ll-MIR159与紧密相关的片段MIR159在其他植物中;(C)Ll-pre-miR159二级茎环结构片段,成熟miR159定位用矩形标记;(D)不同植物Ll-pre-miR159与成熟miR159核苷酸序列比对(E)llgamyb.mRNA的切割位点位于5 '端第11和第12个碱基之间(下划线),与其他植物比较。红色字母代表不匹配伽米布序列和mir159;陆上通信线-黄羽扇豆(MW240683),Ll-MIR159; MW240675型,llgamyb.),-Manihot Esculenta.(JX013999、JX014000),Dl公司-Dimocarpus龙眼(MT920321),Pt.-Populus Trichocarpa.(AY728394,AY728395,AY728401),PTO.-Populus tomentosa(MF463031),厘米-Cucumis梅洛(编号:120776),-柑橘sinensis.(NR_129302),-拟南芥(NR_139941 / AT-miR159a,NR_139756 / AT-miR159b,AAS10086 /ATMYB33,AAS10055 /ATMYB65),GS - 甘氨酸Soja(XP_028187659),总经理-甘氨酸最大(AHB19229)

讨论

在闭花受精黄羽扇豆的花药结构的变化

花药的开裂是一种多级过程,这些过程已经在诸如答:芥、大米、玉米(Zea Mays.)、烟草和番茄(番茄茄) [4.].在我们以前的一项研究中,我们表明黄色羽扇豆花药开口发生在花发育的第四阶段[34]. 因此,研究受试植物的花药发育后期及其伴随的变化具有重要意义。在本文中,我们确定了花药壁由表皮、药室内壁、中层和绒毡层组成,类似于其它植物的组成,包括大麦和小麦等闭花受精植物(小麦属植物L.)和合花种,如番茄和水稻[10545556].黄色的羽扇豆表皮保护着花药的所有组织,并发育气孔,气孔是花药开放的重要部位,而气孔内壁的修饰在花粉释放中起着关键作用。黄羽扇豆其他花药组织的作用与几种植物相似;因此,花药开裂过程被广泛保存[14.8.105457].尽管如此,有一些例外[12]. 与黄羽扇豆不同的是,黄羽扇豆的匍匐茎断裂和花药开放的过程在时间上是相互联系的三叶葱,这些过程是分开的。在同时破裂两座浮雕之后答:三棱的螺纹没有完全开放,由于表皮细胞未被释放,花粉不会释放[58].豆类是克里安伯斯植物最大的家庭之一,虽然有不同类型的克莱斯科米[59].羽扇豆属植物在花蕾期授粉时,通常会出现花前闭花受精,但花朵最终开放。大多数一年生羽扇豆物种通过自花传粉繁殖,但异花传粉也可能在较小程度上[60].如花生(花生),有二型/真闭花配花,包括花的二型性和同一个体或物种内不同的发育途径[5961].还有只有Cleistogamous Flowers(完整的克莱斯焦),包括许多兰花和草[59].

黄羽扇豆花药内壁木质纤维素沉积导致次生加厚

内皮细胞壁的二次加厚根据种类有四种基本形式:(I)环状肋,(II)形成U形加厚模式的螺旋肋,(III)网状肋和(IV)掌状肋[4.11].有些物种可能有两种增厚,但内膜壁通常只显示一种类型[11].例如,在答:三棱的有螺旋形和U形增厚,而番红花(鸢尾科)种。加厚物以重复的连续环的形式改变[5862]. 药室内壁的位置和形状也可能因物种而异。在黄羽扇豆中,药室内壁部分包围着小室;在番茄中,药室内壁位于花药的上三分之一[54],玉米内皮层环状附着于子房室[4.63]. 此外,在黄羽扇豆属植物中,次生加厚主要存在于药室内壁细胞(很少有药隔),而在某些种类中,次生加厚也存在于其他类型的花药细胞中。答:三棱的内膜以及间隔细胞和房室周围的结缔组织增厚[58]. 在某些种类中,加厚的表皮可能发挥与药室内壁相似的功能,从而提供机械力来支持花药开放[64]. 众所周知,裂开机制在家系之间和给定家系内部都是可变的。花药的开放可能是通过细胞裂解和/或机械力引起的;在次生细胞壁增厚和干燥的帮助下,匍匐茎破裂,释放花粉粒。

内皮层中木质素的存在决定了次级细胞壁增厚的形成。在大多数物种中,CAD酶参与木质素单体的生物合成,并将肉桂醛转化为其相应的醇。这答:芥突变的缺乏无赖显示雄性不育,与野生型(WT)植物相比,木质素含量降低,木质素结构极大地破坏了[14]. 这些changes cause a sterile mutant due to the lack of lignification of the endothecium, which does not result in secondary thickenings and hence does not release pollen. In our paper, we examined the transcriptional activity ofLLCAD.在黄色羽扇豆的晚期开发期间。最高水平LLCAD.在细胞壁木质化的第一和第二阶段有表达。与第三和第四个LAD阶段相比,发现了大约20倍的基因转录物。这表明LLCAD.参与黄金植物组织的木质素生物合成。

除了内皮癣的瘫痪,纤维素增稠也对于花药裂开也必不可少。突变的答:芥CesA8/IRX1型负责纤维素合成的基因,不影响初生细胞壁增厚的形成,这使得我们可以利用该基因作为次生增厚的特异性标记[1516].在黄色羽扇豆中,表达的是LlIRX1/法学学士8在小伙子的前两个阶段都很高。这与基因的转录活性密切相关LLCAD.和其他被识别的基因LlIRX6/LlCOBL4型LlIRX8/LlGAUT12. 一般来说,眼镜蛇编码植物特异性糖基磷脂酰肌醇(GPI)锚定蛋白的基因是次生细胞壁中纤维素沉积的关键调控因子[65].反过来,木聚糖和果胶缺陷irx8型有变异的GAUT12该基因的缺失导致G木质素的减少,其沉积的变化,以及花药分裂的缺乏[18].

不同的植物激素控制许多植物物种中二次增厚的形成和沉积。例如,Cytokinins(CKS)涉及二次壁形成的调节,因为AHP4(含有拟拟拟征氨酸组氨酸的磷酸酯4),其是CK信号传导的元素,负调节内皮中的增稠[66]. 另外,基因的转录活性AHP4型对应于IRX1型/IRX6型/IRX8型表明CKs控制纤维素的生物合成[4.66].到目前为止,我们对GAs对二次增稠形成的影响知之甚少;因此,它成为了我们研究的对象。这种植物激素处理对所有次生增厚相关基因表达的影响非常相似,包括增加转录本数量,特别是在LAD的第二和第三阶段。在Cucumis梅洛,几种激素响应性CIS-SCOLUSINATION元素无赖启动子区域被识别,包括GAs的GAREs、TATC box和p -box特性[40].它还证实了天然气在通往交通的综合进展中发挥的重要作用。

中隔/口被酶解并经历PCD介导的变性

在黄羽扇豆花药,从裂口细胞隔膜的分离似乎通过类似于器官脱落过程的机制,其涉及在单元之间的中间薄片的酶促裂解而不损害其发生[35]. 在我们的研究中LlQRT2型研究了编码在黄色羽扇豆类中的小管道中涉及果胶分解的标记酶的基因。当隔膜和口腔分裂时(分别和第二个LAD相),转录物水平最高。如果解离是机械的,例如通过拉伸膨胀的花药墙壁,它会损害所涉及的细胞[62].Ogawa等人(2009)研究表明,细胞分离事件的调控涉及PGs和植物激素的组合[19].答:芥和番茄第页突变体显示延迟或阻塞花药裂开;因此,已知细胞壁酶裂解的作用重要[1967]. 另外,基因的转录活性答:芥PG-QRT2.由JA,ET和ABA监管[19].在黄羽羽内,已经揭示了Ga3.ET前体调节花脱落区的功能;但是,GA3.在这个过程中独立于ABA发挥作用[33].在本文中,我们证明了LlQRT2型转录水平由GA阳性控制3..水平LlQRT2型mRNA表达增加,尤其是在LAD第二阶段,这表明GA依赖于对植物隔/口中断的调控。天然气对环境影响的数据PG.缺乏不同植物物种中的表达。在答:芥花药,另一种植物激素的应用Ja,导致增加QRT2.ADPG1型拟南芥裂开带多聚半乳糖醛酸酶1)以及ADPG2公司表达约10倍[19].在小麦(T. Aestivum.),启动子序列中的顺式作用元素磁带基因被预测[68]. 重要的是,它们包括由植物激素和诸如脱落酸(ABA;ABRE)、GAs(P-Box)、生长素(TGA元素)、茉莉酸甲酯(MeJA;CGTCA、TGACG)和MYB结合位点参与干旱诱导(MBS)。类似的研究也在中国进行芸苔属植物oleraceaMeJA(CGTCA)、生长素(TGA-box和AuxRR-core)、GA(GARE、P-box、TATC-box)、水杨酸(TCA-element)和ABA(ABRE)为激素反应顺式元件[69].

黄羽扇豆分离的隔细胞逐渐退化。隔膜首先退化形成双目花药,然后匍匐细胞退化破坏花药壁。在其他植物中,这些发生在特定细胞中的过程是由PCD辅助的[18.].Ge等人。(2005)表明PCD抑制因子基因保时捷中心1编码天冬氨酸蛋白酶,在胚胎发生和配子体形成过程中促进细胞存活。保时捷中心1不是在组织中连续表达,而是参与各种特定的发育过程。一种典型的模式保时捷中心1表达已被证明在发育中的花,年轻的西力克和花药。进一步的分析揭示了保时捷中心1花粉和花药壁中的mRNA,除了绒毡层,没有提供任何信息[21].过度的保时捷中心1答:芥花药对裂开过程有抑制作用;因此,我们致力于建立该基因在黄羽扇豆组织中的表达。我们的结果表明LlPCS1公司在小伙子的不同阶段波动。这非常有趣LlPCS1公司转录活动由GA控制3.. 正如预期的那样,激素分子减少了LlPCS1公司mRNA,尤其是在LAD的第一和第四期,间接证明了黄羽扇豆隔/口细胞退化的GA依赖性。总之,这些结果表明,黄羽扇豆花药发育过程中存在PCD相关的过程,但这些严格控制的过程的机制有待进一步研究。在不同的植物种类中,有两种主要类型的气孔破裂,基本的机械破裂和活动性PCD相关的退化[8.9.70].发育PCD由植物激素控制。桑德斯等人。(2000)表明,与JA生物合成途径相关的突变体opr3.其特征在于肿瘤细胞变性的延迟,剧中脱裂脱裂[9.]. 因此,有强有力的间接证据表明这些激素参与PCD和花药开放过程。

赤霉素是黄羽磺胺的花药的调节剂

在花药发育的早期阶段,主要是绒毡层和花粉,气体的多功能性是通过分析答:芥和水稻突变体。然而,由于早期的ga缺失突变干扰阻止了进一步的花药发育,与最终分裂相关的花药发育的后期阶段还没有被很好地了解[71]. 在黄羽扇豆中,表达谱研究表明Lldella1.,它们编码了GA信号的主压缩机,促进了适当的花卉和POD开发。这Lldella1.花药开放时mRNA水平最低,受精期和荚果发育早期mRNA水平升高[34].这鼓励我们研究遗传算法的定位3.在黄色羽扇豆的晚期花药开发的选定阶段。我们在这项工作中获得的结果与表达模式密切相关Lldella1.基因,以相反的方式。GA的最高积累量3.发生在第一个LAD阶段,在花药开放之前。GA3.主要观察到信号在血管束附近的退化隔膜细胞,中间层,内皮,且较少频繁的表皮中。在第二个LAD相中,其中呼吸阵容被打开并且花粉室打开,荧光信号几乎是不明的,并且在第三和第四个阶段中没有检测到信号。在米饭的情况下,GA4.花药在开花前积累量最高。活性激素分子水平下降,花后一周在幼子中完全检测不到[72]. 这些results suggest that GAs play an important role in specific organs (place) at a specific stage of the life cycle (time) and that they may comprise the strict regulation of reproductive growth and development in different species.

GA生物合成抑制剂PAC在矮牵牛上的应用(矮牵牛)导致从花药发育的在postmeiotic相的抑制导致雄性不育。详细的分析表明,该结缔组织细胞和绒毡层被退化,但花粉粒仍然存在。在矮牵牛转基因植物中过表达GA信号阻遏atspy.,花药表型与PAC治疗后观察到的相似[73]. 在一些植物中,GA生物合成的抑制阻碍了减数分裂后的花药发育(矮牵牛,答:芥,但在其他的情况下,堵塞发生在减数分裂之前,如番茄[71].涉及Ga生物合成的关键和最终基因是Ga3ox.. 我们发现llga3ox.严格按照GA关联3.黄色羽扇豆在晚些时候的发展中的本地化。最多llga3ox.在第一和第二个LAD阶段中发现了转录物,第三阶段和第四阶段的水平显着降低。此外,在施用Pac后,金额llga3ox.mRNA减少了一半以上,主要是在前三个选定的阶段。这表明llga3ox.该基因可能参与了生物活性激素分子的合成,在黄羽扇豆的研究过程中起着重要作用。此外,我们还证明了LlGA2ox1型,编码负责Ga失活的酶,表明对此的相反表达llga3ox..在许多植物物种中,参与GA生物合成和雄蕊发育失活的基因的作用是很清楚的。的转录活性AtGA3ox1-AtGA3ox4型在雄蕊中观察到基因Atga3ox1.也在其他一些花器器官中表达。雄蕊长丝和花药都需要气体进行适当的发展,并且在两个位点确认了该激素的De Novo合成。成绩单Atga3ox1.在灯丝中发现的,和AtGA3ox2-AtGA3ox4型基因在花药和花粉中表达[26]. 天然气,主要是GA4.,需要从雄蕊或花托运输到其它花器官以保证正常发育。尽管缺乏表达所有AtGA3ox公司花瓣中的基因Atga3ox1.Atga3ox3.花瓣发育严重缺陷[26]. 在黄羽扇豆花药中,这可以通过观察到表明GA存在的荧光信号来解释3.在导电束的细胞中。因此,存在活性植物激素分子从花药输送到长丝的很高的可能性,反之亦然。在Petonia中观察到一种类似的情况,其中GA申请恢复了正常的花冠图案,以前通过去除雄蕊而干扰[74].同样,花药表达模式Ga3ox.在烟草和水稻中也观察到基因[7576]. 综上所述,在不同的植物种类中,雄蕊是花中气体的主要来源。除了它们对雄蕊发育的局部影响外,它们向花器官邻近组织的运输也同样重要[26].

GAMYB转录因子介导谷物糊粉层中GA信号转导。此外,还必须保证许多品种花药的育性。与GA生物合成突变体相似,gamyb表明GA信号在花药发育早期阶段的影响。的突变伽米布水稻的双突变MYB33MYB65答:芥中断PCD,引起绒毡层细胞异常增大,从而阻碍花粉发育[28].然而,有关的作用的数据很少伽米布在花药发育后期。在本文中,我们研究了黄色羽扇豆llgamyb.LAD及GA后特定阶段的表达3.和PAC的应用。这llgamyb.转录物水平几乎与或没有GA3.治疗,但PAC的应用导致增加llgamyb.mRNA,特别是在LAD的第一和第二阶段。这表明GA3.依赖途径可能控制llgamyb.表达但不直接的表达只能假定GA的存在3.阻断正向调节表达的转录因子llgamyb.,但确切的机制还需要进一步研究。在其他植物中获得的结果表明HvGAMYB在大麦和GAMYB样基因在答:芥在花中表达,并受GAs正向调控[2977].它遵循的角色伽米布在花药期间的Ga-Curmupt基因表达中,物种之间的不同之处不同。而且,功能的功能伽米布在一个物种内,不同的发育过程也不同,例如种子萌发、营养和生殖发育[78].有趣的是,在大麦上进行的研究结果表明转基因植物强烈过度表达HvGAMYB在花药中完全是雄性不育。这种表型的特征是一个完整的隔膜[29].考虑到我们的研究结果在黄羽扇豆,我们观察到GA的最高水平得到3.进行性退行性隔细胞中,可见GA的存在3.在花药发育的这个阶段,严格调控靶基因转录水平(建立一定的平衡),从而产生特异而正确的生理反应。花粉HvGAMYB-过度表达的大麦花药具有特定的表型[29].小而不规则的花粉发育正常,部分花粉已被证明是有活力的。观察到的雄性不育主要是由于花药壁组织的破坏,而花药壁组织没有破裂[29].与大麦相似,在赤霉素后的小麦中观察到小的、不裂的花药表型3.治疗 [7980]. 赤霉素应用后雄性不育的发生3.在小麦中,与(1)的观察结合HvGAMYB过度表达导致盲目的诱惑,(2)llgamyb.遗传算法后表达相对稳定3.申请,但在PAC治疗后增加,建议伽米布以特定于物种的方式在花药开发期间发挥特定作用。这需要进一步的研究和更多澄清。

很多报道都认为GAMYB样基因在答:芥是由一种叫做miR159的microRNA(miRNA)转录后调控的[30.81].miR159是一种小(21nt),非衍生自双链RNA(dsRNA)的非分子RNA序列。AT-MIR159影响其靶基因的转录活动,包括ATMYB33ATMYB65AtMYB101[30.].在米饭,Tsuji等。(2006)透露,MIR159规定了转录水平伽米布仅在花中,糊粉细胞中未观察到这种情况。因此,对伽米布表达及其功能是器官特定[78].由于这一事实,也找到了可能确定水平的因素llgamyb.我们研究了黄羽扇豆花药发育过程中的转录本利米尔159Ga.的表达3.和PAC的应用。有趣的是,Ga3.治疗增加了死亡率利米尔159转录物含量和PAC处理显著降低。观察到的表达谱利米尔159部分解释了观察到的转录活性变化llgamyb.经过不同的复合应用。结果还表明,该表达式利米尔159基因是通过GA信号通路调控的。类似的情况发生在答:芥,在那里气体可以调节浓度[30.]. 花中GA的生物合成突变体GA1-3与野生型相比,miR159的含量明显减少。在突变体的花上施用GAs可使miR159的水平提高到与GA处理的野生型植株相当的水平,并且该水平高于未处理的野生型植株。由于ATMYB33过表达miR159的植株表现出雄性不育和延迟开花[30.]. 通过实验证明格斯记者基因,AtmyB33的定位:由基因编码的GUS与完整的miR159靶序列仅在年轻的花药中,而AtmyB33:在基因对miR159靶序列损伤时,在各种花器官中表达了GUS [81].

通过在不应用任何化合物的情况下分析自然条件,可以得出结论llgamyb.在LAD的前两个阶段表达量高,然后降低。这与基因的转录活性呈负相关利米尔159在LAD的第二阶段显著增加。这可能是细胞mRNA含量减少的原因llgamyb.在第三和第四个阶段。获得的结果表明llgamyb.与共同表达利米尔159在黄色羽扇豆花。它还如此llgamyb.基因通过miR159黄色羽扇豆的花药调节。

在硅分析中

本文鉴定了9条与黄羽扇豆花药开裂过程相关的全长cDNA序列。该方法成功地鉴定和表征了所有预测蛋白的保守域、基序和特定氨基酸。这种方法使预测和分配特定的功能成为可能。所鉴定的基因编码与Fabaceae家族密切相关的功能蛋白。此外,多种蛋白质比对提供了许多植物物种中序列保存的信息。它还允许蛋白质序列片段的规范,这是它们执行功能的关键。系统发育树的构建可以对预测的黄羽扇豆蛋白的起源作出结论。

基于现有的生物信息学和实验结果,miR159介导的调控家族伽米布GAMYB样基因多种植物,其中包括答:芥[81], 白饭 [78]还有草莓[82]. 这些伽米布来自不同植物的基因llgamyb.在这项工作中从黄羽扇豆中鉴定出一个保守的miR159结合位点,该位点与相应的miR159序列高度互补,位于基因的框1和框2之间的保守区域伽米布基因(7881].这表明miR159-伽米布路径在物种间是保守的。

结论

本文对闭花受精植物黄羽扇豆花药发育后期的激素和分子调控进行了研究(黄羽扇豆l);这些知识是控制这种有价值的豆科作物物种中生育能力的重要方面。迄今为止,没有数据显示气体对与内皮细胞和浮雕的细胞壁和细胞变性在内皮细胞壁中的木质纤维素二次增厚相关的基因的转录活性的数据,通过PCD相关方法。因此,我们表明所识别的基因的时间表达,作为黄色羽扇豆样裂解期间发育变化的标志物在GA依赖性途径中受到调节。此外,组织和细胞定位表明GA3.是这个过程的调节器,特别是在花药开放之前。适当的GA3.在适当的时间和地点控制着黄色羽扇豆花药开放,可能是通过对GA代谢相关的水平的影响llgamyb.通过Ll-MIR159-依赖途径。因此,黄羽扇豆花药开裂受到高度调控,使花粉释放的时间受到严格控制,以最大限度地提高受精的机会。

方法

植物材料、生长条件及复合处理

植物材料是黄羽羽(黄羽扇豆简历。变尖。从植物育种站Wiatrowo(波兰)获得的种子按照先前研究中所述进行制备和播种[34]在波兰中北部(53°05′02〃N 18°21′28〃E)的波美拉尼亚河Pędzewo试验场。在第5类土壤(贫瘠的耕地;按照制造商的建议对土壤进行抛光分类[83].来自晚期开发的特定阶段的花药(1-4只,图。1a)用尖锐的手术刀从花中解剖。对于LAD的每个阶段,使用不小于80株植物,并且部分收集的材料先前用甲虫酸(GA3., 100 μM)或GA生物合成抑制剂多效唑(PAC,100 μM)在0.05%吐温20溶液中使用喷雾器。以相应发育期的花药为对照组,仅用0.05%吐温20溶液处理。根据计划实验,3 施药后h,收获花药,新鲜处理或液氮冷冻(室温下贮藏)− 80 °C直到使用)。

识别CDNA.

不同基因的cDNA序列不同。基因的分子克隆LlGA2ox1型cDNA按照先前的研究进行[33].的识别llgamyb.cDNA如下:1 用研钵和杵在液氮中捣碎一克黄绿色的花。然后根据制造商的说明书(德国杜伦Macherey-Nagel的NucleoSpin®RNA试剂盒)通过柱法分离总RNA,并使用1 μg RNA,寡糖(dT)18引物和转录器高保真cDNA合成试剂盒(Roche,Mannheim,德国)。使用1.25 U永久Taq DNA聚合酶进行触滴PCR热启动(EURX,GDAńSK,波兰),2μl的第一链cDNA,1x缓冲B,0.2 mm DNTP混合物,3.0 mm mg2+, 1 μM退化引物(Tab。年代1)去离子水(最终体积为50 μl)在T3热循环器中(德国哥廷根Biometra)。扩增的cDNA片段(704) bp,图S13A) 从琼脂糖凝胶(GeneMATRIX-agarose-Out-DNA纯化试剂盒,EURx)中分离纯化。在插入位点,将PCR产物连接到pCRII拓扑异构酶载体中(图13B, TOPO TA克隆试剂盒,Invitrogen, Carlsbad, USA),并转入One Shot Mach1-T1大肠杆菌以质粒的形式。将细菌细胞接种在含有S-Gal/LB琼脂混合物(Sigma-Aldrich,St.Louis,MO,USA)和氨苄西林(50%)的培养皿上 μg/ml)(图S13C)。Unlike dark blue bacterial colonies, white colonies were selected and cultured in liquid LB medium with ampicillin (50 μg/ml) for 12 h. Finally, plasmid DNA was isolated in accordance with the manufacturer’s guidelines (GeneMATRIX Plasmid Miniprep DNA purification kit, EURx), digested with the restriction enzyme生态RI(发酵剂)(图S)13d),由Genomed(华沙,波兰)测序。485 bp(图S14A) 和768 血压(图S14B)片段从3 ' RACE-PCR (FirstChoice rtm - race Kit, SuperTaq-Plus Polymerase, Ambion, Austin, USA)中获得,使用两对不同的引物(Tab。年代1).分离出扩增子,纯化,克隆,消化(图S14C/D),并按上述顺序排列。由于实验鉴定的5 '端llgamyb.cDNA,它是基于后来的RNA-Seq实验而获得的序列,该实验存放在序列读取档案(SRA)数据库中,登录号为PRJNA285604 (BioProject) [84和实验登录号SRX1069734。所有的片段都有重叠的核苷酸序列,这使得我们能够获得完整的序列llgamyb.顺序。来自RNA-SEQ实验的DE Novo组装的黄羽磺胺转录组也用于识别LLCAD.,全部llirxs.LlQRT2型LlPCS1公司LlGA3ox1和Ll-miR159前体(Ll-MIR159).

表达式分析

定量实时PCR(qPCR的)被用于建立所有鉴定的基因的表达模式。八十毫克冷冻花药的(在开发的有或无GA的特定阶段3./PAC处理)在无菌研钵中用杵均质。根据制造商的说明,总RNA使用分离物II RNA植物试剂盒(Bioline, London, UK)分离,并与基质(2 μg)、寡核苷酸(dT)逆转录。18(Roche)和转录器高保真cDNA合成试剂盒进行。使用含有0.1μgcDNA的混合物的20μl毛细管中的毛细管2.0基于转盘的系统(Roche)进行QPCR来进行含有0.1μg的CDNA的混合物,0.2μm基因特异性引物(标签。S.1), 0.05 μM通用探针库(UPL)水解探针(罗氏)(标签。S1), 1 × LightCycler TaqMan Master Mix(LightCycler TaqMan Master Kit,罗氏)和H2O。使用以下程序:600 她96岁了 摄氏度;45 10次循环 她96岁了 摄氏度,20 在特定退火温度(表。S1), 1 s在72°C;在40°C下30秒。阴性无模板对照(ntc)。肌动蛋白基因(LlACT,格纳银行登录号kp257588)被选中[323334].从产生标准曲线的CDNA的连续稀释液设计绝对定量,并且使用2(-Deltadeltac(T))方法测定相对基因表达(所研究的基因相对于内部对照基因和校准剂的数据)[85].

组织学研究

含有4%多聚甲醛(W / V),0.2%戊二醛(V / V)和3%N-乙基-N' - (3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸酯(EDAC)(Sigma-Aldrich)的固定剂(Sigma-Aldrich)在1×磷酸盐缓冲的盐水缓冲液(1×PBS,pH7.2)中制备并施加在4℃下为适当的花药组织小片段12小时。将三重样品用1×PBS(pH7.2)洗涤10分钟。通过将材料放置在增加乙醇浓度(30,50,70,90,100%)(v / v)中来实现脱水。然后,在UV光下在-20℃下在-20℃下在-20℃下进行过饱和和甲基丙烯酸甲酯,甲基丙烯酸甲酯,甲基丙烯酸甲酯,甲基丙烯酸甲酯,甲基丙烯酸甲酯,0.5%(w / v)苯并素乙醚,10mM二硫代噻唑醇)(Fluka,Buchs,瑞士)。使用超微族(Reichert-Jung,德国)的半素切片,将其置于载玻片上,用0.05%甲苯胺蓝(Sigma-Aldrich)染色,并在LM Zeiss Axioplan(Carl Zeiss,Oberkochen,德国)显微镜下观察到Progres C3数码相机。

GA公司3.免疫定位

对花药组织碎片进行固定、清洗、脱水、过饱和、包埋、聚合和切割,方法与组织学研究相同。将半薄切片用Biobond (BBInternational, Cardiff, UK)放在载玻片上,清洗后,根据制造商的说明,用BlockAid TM阻塞溶液(Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA)阻塞树脂。然后,切片与抗ga多克隆一抗孵育3.(英国剑桥Abbexa)在1%牛血清白蛋白(BSA)中以1:50的比例稀释1倍 PBS(pH值 7.2)并放置在4 12°C H接下来,通过在1x PBS(pH)中洗涤3次去除一级抗体 7.2)和二级抗体(MFP488山羊抗兔IgG,MoBiTec,Goettingen,德国)在PBS缓冲液中稀释1:250,持续2小时 h 37岁 摄氏度。通过省略与一级抗体的孵育来进行阴性对照(图S)15). 最后用DAPI(1:2500)孵育10分钟 用蒸馏水冲洗。使用BP365、FT395和LP397滤光片在徕卡DMI4000B倒置显微镜下观察样品。

是silico分析

集成FastPCR V.6.5.99 [86]工具设计简并引物和RACE-PCR引物。通用探针库分析设计中心[87用于设计QPCR的QPCR特异性引物和用锁定核酸取代的短水解探针。使用基本的局部对准搜索工具(BLAST)分析所有基因和预测蛋白质的鉴定的cDNA序列[88]以及瑞士生物信息学研究所的生物信息学资源门户[89],包括翻译工具[90],它允许将核苷酸序列翻译成蛋白质序列,以及ProtParam工具[91],这允许计算分子量和等电点。使用GenomeNet中实施的树探测器3(ethe3)v3.1.1程序的Python环境进行对准和系统发育重建。92].使用PhyML v20160115进行最大似然系统发育树的推断,模型和参数为:——pinv e -o tlr -f m——bootstrap−2——nclasses 4——alpha e2基于近似似然比测试返回的参数值。在BLASTP中发现的不同氨基酸序列的多次对准,并使用CLUSTAL进行与黄羽羽序列紧密关联的相对对准[93]使用默认设置编程。通过NCBI保守域数据库(CDD)检查功能域的存在[94],一种蛋白质注释资源,包括用于古代域和全长蛋白质的良好注释的多序列对准模型的集合。这些可作为特定于特定的分数矩阵(PSSMS),用于通过RPS-Blast快速鉴定蛋白质序列中的保守域。CDD内容包括NCBI-Cutated域以及从多个外部源数据库导入的域模型(PFAM,SMART,COG,PRK,TIGRFAM)。还使用TMHMM v预测细胞质和跨膜结构域。2.0 [95]和蛋白质的同源性/类比识别引擎2.0版(Phyre2) [96]蛋白质建模、预测和分析的门户网站。利用DiAlign程序(Genomatix)对不同植物的蛋白质进行了比较[97]使用默认参数。利用Robetta蛋白质结构预测服务构建了黄羽扇豆蛋白质的三级结构[98],它使用PDB100模板数据库和一个基于协同进化的模型数据库(MDB)。使用UCSF ChimeraX将结果可视化[99],这是生物计算、可视化和信息学资源(RBVI)的下一代分子可视化程序。Ll-pre-miR159序列使用microRNA数据库(miRBase)、ETE3和BLAST进行分析。RNA结构软件[100]用于计算LL-预miR159的二级结构。

统计分析

所有呈现的数据均为三个单独样本(生物复制)的结果,每个样本重复两次(技术复制),并以平均值表示 ± 标准误差(SE)。统计分析采用单因素方差分析,然后进行事后Tukey的HSD检验,差异在统计学上可以接受第页ydF4y2Ba < 0.05. 所有分析均使用R版本3.5.3进行。

可用性数据和材料

支持本文结论的数据包含在本文及其附加文件中。所有已鉴定的黄羽扇豆基因的cDNA序列在genbi (genbi)上均可获得,登录号为:MW240675、MW240676、MW240677、MW240678、MW240679、MW240680、MW240681、MW240682、MW240683和MG181996。核苷酸和蛋白质序列分别从GenBank和protein database (NCBI)上下载。RNA-Seq数据可在NCBI序列读取档案(SRA)数据库中获得,登录号为PRJNA285604 (BioProject),实验登录号为SRX1069734。

缩写

行为:

ADPG1 / 2:

拟南芥裂开带多聚半乳糖醛酸酶1/2

AHP4:

拟南芥组氨酸的磷酸替代4

C:

连接的

计算机辅助设计:

肉桂醇脱氢酶

CesA8:

纤维素合成催化亚基8 [形成]

CKS:

细胞分裂素

COBL4:

眼镜蛇4

电子邮件:

表皮

En:

药室内壁

GA公司3.

赤霉素

GA3ox:

赤霉素3-氧化酶

氧化镓:

赤霉素2-氧化酶

气体:

赤霉素类

表12:

半乳糖醛酸转移酶12

GPI:

Glycosylphosphatidylinositol

GT8车型:

糖基转移酶家族8

IRX1 / 6/8:

不规则的木质部1/6/8

小伙子:

花药发育后期

PAC:

多效唑

纤毛运动:

程序性细胞死亡

PCS1:

促进细胞存活1

P:

花粉粒

后卫:

多聚半乳糖醛酸酶

QRT2:

四重奏2.

东南方:

St公司:

裂口

str:

口区

T:

VB语言:

维管束

参考

  1. 1.

    Sanders PM,Bui AQ,Weterings K,McIntire KN,Hsu YC,Lee PY,等.拟南芥雄性不育突变体的花药发育缺陷。性植物生殖。1999;11(6):297–322.https://doi.org/10.1007/s004970050158

    中科院文章谷歌学术搜索

  2. 2.

    陈建平,李建平。雄蕊结构与功能。北京:科学出版社。植物细胞。2004;16:46-60。

    文章谷歌学术搜索

  3. 3.

    张德宝,张德宝。从拟南芥到水稻:花粉发育的途径。J实验机器人。2009;60(5):1479–92.https://doi.org/10.1093/jxb/erp095

    中科院文章PubMed谷歌学术搜索

  4. 4.

    威尔逊za,宋j,泰勒b,杨c.最终分裂:调节花药裂开。J Exp Bot。2011; 62(5):1633-49。https://doi.org/10.1093/jxb/err014

    中科院文章PubMed谷歌学术搜索

  5. 5.

    赤霉素和茉莉酸介导的雄蕊发育。基因。2019;10(10):811。https://doi.org/10.3390/genes10100811

    中科院文章公共医学中心谷歌学术搜索

  6. 6.

    Goldberg RB、Beals TP、Sanders PM。另一个发展:基本原理和实际应用。植物细胞。1993;5(10):1217–29.https://doi.org/10.1105/tpc.5.10.1217

    中科院文章PubMed公共医学中心谷歌学术搜索

  7. 7.

    Mandaokar A,Thines B,Shin B,Lange BM,Choi G,Koo YJ,等。水稻雄蕊发育的转录调控因子拟南芥通过转录谱鉴定。植物J。2006;46(6):984–1008.https://doi.org/10.1111/j.1365-313X.2006.02756.x

    中科院文章PubMed谷歌学术搜索

  8. 8.

    桑德斯PM,Bui AQ,Le BH,Goldberg RB。在烟草脱裂中发挥重要作用的细胞的分化和变性。性植物团体。2005; 17(5):219-41。https://doi.org/10.1007/S00497-004-0231-Y.

    文章谷歌学术搜索

  9. 9.

    砂光机PM,Lee Py,Biesgen C,Boone JD,Beals TP,Weiler EW等。拟南芥延迟DEHISCENCE1基因编码茉莉酸合成途径中的一种酶。植物细胞。2000;12(7):1041 - 61。https://doi.org/10.1105/tpc.12.7.1041

    中科院文章PubMed公共医学中心谷歌学术搜索

  10. 10

    松井T,大阪K,荷莉T。水稻花药开裂的机理(水稻l .)。Ann Bot。1999年; 84(4):501-6。https://doi.org/10.1006/anbo.1999.0943

    文章谷歌学术搜索

  11. 11

    加西亚抄送。茄科植物细胞壁增厚物多样性的探讨。弗洛拉。2002;197(3):214–23.https://doi.org/10.1078/0367-2530-00032

    文章谷歌学术搜索

  12. 12

    加西亚CC。茄科种类的花药壁形成。Ann Bot。2002; 90(6):701-6。https://doi.org/10.1093/aob/mcf248

    文章谷歌学术搜索

  13. 13

    Boerjan W、Ralph J、Baucher M。木质素生物合成。植物生物学年鉴。2003;54(1):519–46.https://doi.org/10.1146/annurev.arplant.54.031902.134938

    中科院文章PubMed谷歌学术搜索

  14. 14.

    戴维南Ĵ,波兰特B,Letarnec B,Saulnier L,Gissot L,马亚-Grondard A,等人。CCR和CAD,木质素生物合成途径的两种酶的同时压制,导致不育和侏儒症在拟南芥. 摩尔植物。2011;4(1):70–82.https://doi.org/10.1093/mp/ssq045

    中科院文章PubMed谷歌学术搜索

  15. 15.

    棕色DM,Zeef La,Ellis J,Goodacre R,Turner SR。用表达分析和逆遗传学鉴定拟拟合拟拟合中的新基因。植物细胞。2005; 17(8):2281-95。https://doi.org/10.1105/tpc.105.031542

    中科院文章PubMed公共医学中心谷歌学术搜索

  16. 16.

    Taylor NG、Scheible WR、Cutler S、Somerville CR、Turner SR.The不规则的XYLEM3拟南芥基因座编码次级细胞壁合成所需的纤维素合成酶。植物细胞。1999;11(5):769–80.https://doi.org/10.1105/tpc.11.5.769

    中科院文章PubMed公共医学中心谷歌学术搜索

  17. 17.

    关键词:纤维素,CesA,蛋白质,相互作用,纤维素合成国家自然科学基金资助项目:国家自然科学基金资助项目。https://doi.org/10.1073/pnas.0337628100

    中科院文章PubMed公共医学中心谷歌学术搜索

  18. 18.

    Hao Z,AVCI U,Tan L,Zhu X,Glushka J,Pattathil S等人。造针造成的丧失GAUT12 / IRX8导致花药粗心,导致与改变的基质多糖沉积相关的G木蛋白。前植物SCI。2014; 5:357。

    文章谷歌学术搜索

  19. 19.

    陈建平,陈建平,陈建平。拟南芥DEHISCENCE ZONE POLYGALACTURONASE1 (ADPG1)、ADPG2和QUARTET2是拟南芥生殖发育过程中细胞分离所需的多半乳糖醛酸酶。植物细胞。2009;21(1):216 - 33所示。https://doi.org/10.1105/TPC.108.063768

    中科院文章PubMed公共医学中心谷歌学术搜索

  20. 20。

    Kuriyama H,Fukuda H。植物发育中的程序性细胞死亡。植物生物学。2002;5(6):568–73.https://doi.org/10.1016/s1369-5266(02)00305-9

    中科院文章PubMed谷歌学术搜索

  21. 21。

    GE X,Dietrich C,Matsuno M,Li G,Berg H,Xia Y.一种拟南芥天冬氨酸蛋白酶在繁殖和胚胎发生中作为抗细胞死亡组分。Embo Rep。2005; 6(3):282-8。https://doi.org/10.1038/sj.embor.7400357

    中科院文章PubMed公共医学中心谷歌学术搜索

  22. 22。

    Feys Bj,Benedetti Ce,Penfold CN,Turner JG。选择对植物毒素冠状素的抗性的拟南芥突变体是雄性无菌,对茉莉甲酸甲酯的不敏感,并抵抗细菌病原体。植物细胞。1994年; 6(5):751-9。https://doi.org/10.2307/3869877

    中科院文章PubMed公共医学中心谷歌学术搜索

  23. 23。

    石黑一郎,田河井oda,上田J,西田一,冈田k在花药开裂中有缺陷基因编码一种新的磷脂酶A1,催化拟南芥中茉莉酸生物合成的第一步,同步花粉成熟、花药开裂和气流开放。植物细胞。2001;13(10):2191 - 209。https://doi.org/10.1105/TPC.010192

    中科院文章PubMed公共医学中心谷歌学术搜索

  24. 24。

    程华,秦立,李S,傅X,Richards DE,曹D,等。赤霉素通过抑制DELLA蛋白功能调节拟南芥花发育。发展。2004;131(5):1055–64.https://doi.org/10.1242/dev.00992

    中科院文章PubMed谷歌学术搜索

  25. 25。

    Chhun T,绫K,浅野K,山本E,Morinaka Y,渡边M等人。赤霉素调节花粉生存力和在水稻花粉管生长。植物细胞。2007; 19(12):3876-88。https://doi.org/10.1105/TPC.107.054759.

    中科院文章PubMed公共医学中心谷歌学术搜索

  26. 26。

    Hu J, Mitchum MG, Barnaby N, Ayele BT, Ogawa M, Nam E,等。拟南芥生殖生长过程中产生生物活性赤霉素的潜在位点。植物细胞。2008;20(2):320 - 36。https://doi.org/10.1105/TPC.107.057752

    中科院文章PubMed公共医学中心谷歌学术搜索

  27. 27。

    Rieu I、Ruiz Rivero O、Fernandez Garcia N、Griffiths J、Powers SJ、Gong F等。赤霉素生物合成基因AtGA20ox1型AtGA20ox2型在整个拟南芥生命周期中,部分冗余地促进生长和发育。植物J。2008;53(3):488–504.https://doi.org/10.1111/j.1365-313x.2007.03356.x

    中科院文章PubMed谷歌学术搜索

  28. 28。

    Aya K,Ueguchi Tanaka M,Kondo M,Hamada K,Yano K,Nishimura M,et al.赤霉素通过基因转录调控水稻花药发育伽米布.植物细胞。2009; 21(5):1453-72。https://doi.org/10.1105/TPC.108.062935

    中科院文章PubMed公共医学中心谷歌学术搜索

  29. 29。

    Murray F、Kalla R、Jacobsen J、Gubler F。HvGAMYB在花药发育中的作用。植物J。2003;33(3):481–91.https://doi.org/10.1046/j.1365-313x.2003.01641.x

    中科院文章PubMed谷歌学术搜索

  30. 30

    Achard P,Herr A,Baulcombe DC,Harberd NP。胃植物监管微稻草的花卉发育调节。发展。2004; 131(14):3357-65。https://doi.org/10.1242/dev.01206

    中科院文章PubMed谷歌学术搜索

  31. 31

    Zheng L,Nagpal P,Villarino G,Trinidad B,Bird L,Huang Y,et al.miR167限制花药生长以促进花药开裂。发展。2019;146:174375.

    文章谷歌学术搜索

  32. 32

    Glazinska P、Wojciechowski W、Kulasek M、Glinkowski W、Marciniak K、Klajn N等。新创花卉,花梗和豆荚的转录组谱分析黄羽扇豆(黄羽扇豆)揭示了器官脱落过程中复杂的表达变化。前植物科学。2017;8:641.https://doi.org/10.3389/fpls.2017.00641

    文章PubMed公共医学中心谷歌学术搜索

  33. 33

    关键词:赤霉素,花期,凋落带,植物abstract黄羽扇豆通过与乙烯前体的相互作用而独立于脱落酸。植物生理学杂志。2018;229:170–4.https://doi.org/10.1016/j.jplph.2018.07.014

    中科院文章PubMed谷歌学术搜索

  34. 34

    马西尼亚克,普泽德尼克。赤霉素信号抑制物Lldella1.控制黄羽扇豆的花荚发育(黄羽扇豆l .)。中国生物医学工程学报,2014;https://doi.org/10.3390/ijms21051815.

    中科院文章公共医学中心谷歌学术搜索

  35. 35.

    Kućkoa,smolińskid,wilmowicz e,florkiewicz a,de diosAlchéJ.Pactio-Temporal LocationLLBOP.在黄羽羽的早期脱离花卉脱落事件之后。原生质。2019; 256(5):1173-83。https://doi.org/10.1007/s00709-019-01365-3

    中科院文章PubMed公共医学中心谷歌学术搜索

  36. 36.

    Bonawitz ND,C章。木质素生物合成的遗传学:基因型与表型的联系。Genet年鉴。2010;44(1):337–63.https://doi.org/10.1146/annurev-genet-102209-163508

    中科院文章PubMed谷歌学术搜索

  37. 37.

    泰勒NG,劳瑞S,SR特纳。多纤维素酶催化亚基都需要在拟南芥中纤维素合成。植物细胞。2000; 12(12):2529-39。https://doi.org/10.1105/tpc.12.12.2529

    中科院文章PubMed公共医学中心谷歌学术搜索

  38. 38.

    关键词:热物理肉桂醇脱氢酶基因家族在徘徊组织Tectona茅L. Silvae Genet。2018; 67(1):1-11。https://doi.org/10.2478/sg-2018-0001

    文章谷歌学术搜索

  39. 39.

    唐R,张旭,李一赫,谢XM。克隆和在网上一个肉桂醇脱氢酶基因的分析Pennisetum purpureum..J Genet。2014; 93(1):145-58。https://doi.org/10.1007/S12041-014-0355.2.

    中科院文章PubMed谷歌学术搜索

  40. 40

    Jin Y,张C,刘W,齐H,陈H,Cao S.甜瓜中肉桂醇脱氢酶基因家族(Cucumis梅洛生物信息学分析和表达模式。公共科学图书馆一号。2014;9(7):e101730。https://doi.org/10.1371/journal.pone.0101730

    中科院文章PubMed公共医学中心谷歌学术搜索

  41. 41

    Richmond T.高等植物纤维素合成酶。基因组Biol。2000; 1:3001.1-6。

    谷歌学术搜索

  42. 42

    关键词:原代细胞壁纤维素合成酶,活细胞寿命,细胞动力学中国生物医学工程学报,2018;https://doi.org/10.1007/s11103-017-0695-4

    中科院文章PubMed谷歌学术搜索

  43. 43

    Olek AT、Rayon C、Makowski L、Kim HR、Ciesielski P、Badger J等。植物纤维素合成酶催化结构域的结构及其组装成二聚体。植物细胞。2014;26(7):2996–3009.https://doi.org/10.1105/tpc.114.126862

    中科院文章PubMed公共医学中心谷歌学术搜索

  44. 44

    Slabaugh E, Davis JK, Haigler CH, Yingling YG, Zimmer J.纤维素合成酶:结晶学和建模的新见解。植物生态学报,2014;https://doi.org/10.1016/j.tplants.2013.09.009

    中科院文章PubMed谷歌学术搜索

  45. 45

    Sindhu A、Langewisch T、Olek A、Multani DS、McCann MC、Vermerris W。玉米脆性stalk2.编码在早期器官发展中表达的COBRA样蛋白,但在成熟时需要组织柔韧性。植物理性。2007; 145(4):1444-59。https://doi.org/10.1104/pp.107.102582

    中科院文章PubMed公共医学中心谷歌学术搜索

  46. 46。

    高y,卞l,shi j,xu J,xi m,王g.表达针叶树眼镜蛇等基因clcobl1.来自中国的冷杉(杉木)会改变烟草的叶片结构。植物生理学杂志。2013;70:483-91。https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2013.06.013

    中科院文章PubMed谷歌学术搜索

  47. 47。

    Bussink HJD,Buxton FP,Visser J.表达和序列比较Aspergillus尼日尔曲霉菌水管编码多聚半乳糖醛酸酶Ⅱ的基因。当前Genet。1991;19(6):467–74.https://doi.org/10.1007/BF00312738

    中科院文章PubMed谷歌学术搜索

  48. 48。

    烟草花粉特异性聚半乳糖醛酸酶基因的克隆及表达分析。植物生物学杂志。1994;25(2):283-97。https://doi.org/10.1007/BF00023244

    中科院文章PubMed谷歌学术搜索

  49. 49。

    托基M,曼达隆P,马赫R,法尔科内特D。多聚半乳糖醛酸酶基因家族在大肠杆菌中的表达特征拟南芥.基因。2000; 242(1-2):427-36。https://doi.org/10.1016/s0378 - 1119 (99) 00497 - 7

    中科院文章PubMed谷歌学术搜索

  50. 50。

    Rexová-Benková L.羧基在半乳糖醛酸内聚酶活性中的作用Aspergillus尼日尔. 碳二亚胺试剂化学改性。收集捷克斯洛伐克化学公社。1990;55(5):1389–95.https://doi.org/10.1135/cccc19901389

    文章谷歌学术搜索

  51. 51。

    Rao MN、Kembhavi AA、Pant A。内源性多聚半乳糖醛酸酶活性位点中色氨酸和组氨酸的意义焦曲霉:反应机理的阐明。生物化学生物物理学报。1996;1296(2):167–73.https://doi.org/10.1016/0167-4838(96)00067-2

    文章PubMed谷歌学术搜索

  52. 52

    斯特拉托瓦埃、德佐罗瓦姆、马尔科维奇O、约恩瓦尔H。曲霉多聚半乳糖醛酸酶的一种必需的酪氨酸残基。费布斯莱特。1996;382(1-2):164–6.https://doi.org/10.1016/0014-5793(96)00146-9

    文章PubMed谷歌学术搜索

  53. 53

    李DJ,Zeevaart JAD。在菠菜光照赤霉素双加氧酶的RNA水平的微分调节。植物理性。2003; 130:2085-94。

    文章谷歌学术搜索

  54. 54

    邦纳LJ,迪金森HG。花药开裂番茄磨。我结构方面。新植物。1989; 113(1):97-115。https://doi.org/10.1111/j.1469-8137.1989.tb02399.x

    文章谷歌学术搜索

  55. 55

    Fernandez J,Wilson Za。基于外部形态学的分子分析的大麦生殖开发的非破坏性分期。J Exp Bot。2012; 63:4085-94。

    文章谷歌学术搜索

  56. 56

    Browne RG、Iacuone S、Li SF、Dolferus R、Parish RW。小麦花药形态发育及分期的研究Triticum aestivum..植物科学与技术,2018;https://doi.org/10.3389/fpls.2018.00228

    文章PubMed公共医学中心谷歌学术搜索

  57. 57

    Keijzer CJ,Leferinkten Klooster HB,Reinders MC。草花的力学:玉米的花药裂开和花粉脱落。Ann Bot。1996; 78(1):15-21。https://doi.org/10.1006/anbo.1996.0089

    文章谷歌学术搜索

  58. 58

    加西亚CC,Nepi M,Pacini E.花药开放的结构方面和生态学三叶葱.安机器人。2006;97(4):521 - 7。https://doi.org/10.1093/aob/mcl015

    文章PubMed公共医学中心谷歌学术搜索

  59. 59

    耶和华勋爵。Cleistogamy:一种用于研究花卉形态发生,功能和进化的工具。BOT Rev. 1981; 47(4):421-49。https://doi.org/10.1007/BF02860538

    文章谷歌学术搜索

  60. 60.

    福布斯一世,卢克DB,小爱德华,伯恩斯RE。蓝羽扇豆的自然异花授粉(卢比斯angustifolius在乔治亚州和佛罗里达州。作物科学。1971;11(6):851 - 4。https://doi.org/10.2135/cropsci1971.0011183X001100060025x

    文章谷歌学术搜索

  61. 61.

    史密斯BW。花生.空中花和地下水果。我是J机器人。1950; 37(10):802-15。https://doi.org/10.1002/j.1537-2197.1950.tb11073.x

    文章谷歌学术搜索

  62. 62.

    番红花(鸢尾科)花药的成熟与开裂。Caryologia。2000;53(3 - 4):255 - 60。https://doi.org/10.1080 / 00087114.2000.10589203

    文章谷歌学术搜索

  63. 63.

    郑PC,葛瑞森,华登DB。雄性不育与雄性可育玉米花药发育的比较(Zea Mays.)从光学显微镜和扫描显微镜。机器人学报,1979;57(6):578-96。https://doi.org/10.1139/b79-076

    文章谷歌学术搜索

  64. 64.

    比安奇尼M,帕西尼L。花药爆裂里纳斯市政府l涉及细胞壁修饰和相对湿度。植物保护学报,1996;https://doi.org/10.1086/297397

    文章谷歌学术搜索

  65. 65.

    [15]牛娥,尚旭,程超,鲍杰,曾勇,蔡超,等。综合分析眼镜蛇似的眼镜蛇)棉属的基因家族鉴定了两个cobls.可能与纤维质量有关。公共科学图书馆一号。2015;10(12):e0145725。https://doi.org/10.1371/journal.pone.0145725

    中科院文章PubMed公共医学中心谷歌学术搜索

  66. 66.

    荣格KW,呵呵SI,金YY,柳KS,崔MH,申JS。拟南芥含有组氨酸的磷酸转移因子4(AHP4)在开花期间负调节花药药室内壁的次生壁增厚。mol细胞。2008; 25(2):294-300。

    中科院PubMed谷歌学术搜索

  67. 67.

    高格特B,席佩尔D,范拉莫伦A,维瑟RG,范霍斯登AW。ps-2由于花药不开裂,导致番茄功能不育的基因是一个新的聚半乳糖醛酸酶基因突变的结果。中国生物医学工程学报,2009;https://doi.org/10.1007/s00122-009-0974-9

    中科院文章PubMed谷歌学术搜索

  68. 68。

    叶杰,杨X,杨Z,牛F,陈Y,张L,宋X。小麦多聚半乳糖醛酸酶基因家族的综合分析突出了与花粉发育和雄性育性相关的候选基因(Triticum aestivum.l .)。Planta 2020; 252:31,2,Doi:https://doi.org/10.1007/S00425-020-03435

  69. 69。

    关键词:聚半乳糖醛酸酶,基因家族,扩增模式,表达差异芸苔属植物oleracea. 国际分子科学杂志。2020;21(16):5706.https://doi.org/10.3390/ijms21165706

    中科院文章公共医学中心谷歌学术搜索

  70. 70。

    C.花药开裂和花粉传播的过程。一、花药纵向开裂的开启机制。新植醇。1987;105(3):487 - 9。https://doi.org/10.1111/j.1469-8137.1987.tb00886.x

    中科院文章PubMed谷歌学术搜索

  71. 71。

    赤霉素对雄蕊发育的控制:一个肥沃的土地。植物生态学报;2011;https://doi.org/10.1016/j.tplants.2011.06.007

    中科院文章PubMed谷歌学术搜索

  72. 72。

    关键词:赤霉素,水稻,内源赤霉素,波动,定位农业生物化学。1988;52:1189-94。

  73. 73。

    Izhaki A, Borochov A, Zamski E, Weiss D. Gibberellin调控矮牵牛花药小孢子发生后的过程。杂志。2002;115(3):442 - 7。https://doi.org/10.1034/j.1399-3054.2002.1150314.x

    中科院文章PubMed谷歌学术搜索

  74. 74。

    Weiss D, Halevy AH。雄蕊和赤霉素在花冠色素沉着和生长中的调控作用矮牵牛.Planta。1989年; 179(1):89-96。https://doi.org/10.1007/BF00395775

    中科院文章PubMed谷歌学术搜索

  75. 75。

    Itoh H、Ueguchi Tanaka M、Kawaide H、Chen X、Kamiya Y、Matsuoka M。编码烟草赤霉素3β-羟化酶的基因在烟草茎伸长和花器官发育的GA作用位点表达。植物J。1999;20(1):15–24.https://doi.org/10.1046/j.1365-313X.1999.00568.x

    中科院文章PubMed谷歌学术搜索

  76. 76。

    伊藤H,Ueguchi-田中男,Sentoku N,北野H.松冈男,小林M.克隆和被水稻的生长过程中差异表达的2个赤霉素3β羟化酶基因的功能分析。国家科学院院刊U S A 2001; 98:8909-8914,15,DOI:https://doi.org/10.1073/pnas.141239398

  77. 77

    Gocal GF、Sheldon CC、Gubler F、Moritz T、Bagnall DJ、MacMillan CP等。伽米布-拟南芥的开花和赤霉素信号。植物生理学。2001;127(4):1682–93.https://doi.org/10.1104/pp.010442

    中科院文章PubMed公共医学中心谷歌学术搜索

  78. 78

    Tsuji H,Aya K,Ueguchi-Tanaka M,Shimada Y,Nakazono M,Watanabe R等。伽米布控制不同的基因组,并通过微孔细胞和花药差异地调节。工厂J. 2006; 47(3):427-44。https://doi.org/10.1111/j.1365-313X.2006.02795.x

    中科院文章PubMed谷歌学术搜索

  79. 79

    拉德利ME。脱落酸和赤霉酸对小麦籽粒集合。Ann Appl Biol。1980; 95(3):409-14。https://doi.org/10.1111/j.1744-7348.1980.tb04761.x.

    中科院文章谷歌学术搜索

  80. 80。

    赤霉酸对面包小麦雄性育性的影响。Euphytica。1996;91(3):297 - 303。https://doi.org/10.1007/BF00033091

    中科院文章谷歌学术搜索

  81. 81。

    拟南芥的gamyb样基因MYB33和MYB65是microrna调控的基因,它们可以促进花药发育。植物细胞。2005;17(3):705 - 21所示。https://doi.org/10.1105/tpc.104.027920

    中科院文章PubMed公共医学中心谷歌学术搜索

  82. 82

    结果表明:草莓miR159家族的两个成员在果实花萼中表现出发育特异性的表达模式,并具有协同调控作用发GAMYB.新植醇。2012;195(1):47-57。https://doi.org/10.1111/j.1469-8137.2012.04134.x

    中科院文章PubMed谷歌学术搜索

  83. 83

    波兹南植物育种站。波兰种子和育种公司。https://phr.pl/en/.2021年5月16日访问。

  84. 84

    生物项目PRJNA285604。基因序列分析黄羽扇豆转录组。https://www.ncbi.nlm.nih.gov/bioproject/?term=PRJNA285604. 访问日期:2020年10月28日。

  85. 85

    Schmittgen TD,Livak KJ。通过比较C(T)法分析实时PCR数据。NAT PROTOC。2008; 3(6):1101-8。https://doi.org/10.1038/nprot2008.73

    中科院文章PubMed公共医学中心谷歌学术搜索

  86. 86

    FastPCR - PCR引物设计的综合工具。http://primerdigital.com/fastpcr.html.. 访问日期:2020年10月28日。

  87. 87

    通用探针图书馆测定设计中心。https://lifescience.roche.com/en_pl/brands/universal-probe-library.html#assay-设计中心. 访问日期:2020年10月28日。

  88. 88

    基本的局部比对搜索工具。https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/blast.cgi.. 访问日期:2020年10月28日。

  89. 89

    瑞士生物信息学研究所的生物信息学资源门户。http://www.expasy.org/. 访问日期:2020年10月28日。

  90. 90.

    翻译工具。https://web.expasy.org/translate/. 访问日期:2020年10月28日。

  91. 91.

    ProtParam工具。https://web.expasy.org/protparam/. 访问日期:2020年10月28日。

  92. 92.

    由ethe3的系统发育分析管道。https://www.genome.jp/tools/ete/. 访问日期:2020年10月28日。

  93. 93.

    CLUSTALW多重序列比对。https://www.genome.jp/tools-bin/clustalw. 访问日期:2020年10月28日。

  94. 94。

    NCBI的保守域数据库(CDD)。(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Structure/cdd/wrpsb.cgi).10月28日10月28日。

  95. 95。

    蛋白质跨膜螺旋预测的TMHMM服务器。http://www.cbs.dtu.dk/services/tmmm/. 访问日期:2020年10月28日。

  96. 96。

    ph2-蛋白质同源/类比识别引擎。http://www.sbg.bio.ic.ac.uk/~phyre2/html/page.cgi?id=index. 访问日期:2020年10月28日。

  97. 97。

    Dialign:局部多个对齐。http://www.genomatix.de/cgi-bin/dialign/dialign.pl. 访问日期:2020年10月28日。

  98. 98。

    Robetta - 蛋白质结构预测服务。http://new.robetta.org/. 访问日期:2020年10月28日。

  99. 99。

    加州大学旧金山分校嵌合体-生物计算、可视化和信息学(RBVI)资源中的可视化程序。https://www.cgl.ucsf.edu/chimerax/. 访问日期:2020年10月28日。

  100. 100。

    RNA二级结构预测的Web服务器。http://rna.urmc.rochester.edu/RNAstructureWeb. 访问日期:2020年10月28日。

下载参考

致谢

作者想感谢米莎·WiZii-Ski(NealaOUS哥白尼大学,生物和兽医科学学院,细胞和分子生物学系),以帮助制备显微镜实验的超切片。

基金

该研究得到了波兰农业和农村发展部的支持[赠款号码149/2011和222/2015]。

作者信息

隶属关系

作者

贡献

概念与设计,KM;调查,KM和KP;分析,公里;撰写稿件,KM;编制图表,KM和KP;监督公里。作者阅读并批准了最终稿件。

通讯作者

通信卡塔日娜·马西尼亚克

道德宣言

道德认可和参与同意

不适用。

同意出版物

不适用。

相互竞争的利益

作者们宣称他们没有相互竞争的利益。

附加信息

出版商说明

Springer Nature在发表地图和机构附属机构中的司法管辖权索赔方面仍然是中立的。

补充信息

附加文件1:图S1

一个。LLCAD.cDNA(GenBank登录号MW2406762250 在黄羽扇豆中鉴定(黄羽扇豆L.)和推导的氨基酸序列[357 aa (ExPASy,翻译工具),m.w. = 38.936 kD和pI = 6.01 (ExPASy, ProtParam)]。核苷酸用小写字母标记,氨基酸用大写字母标记。表示START和STOP密码子(黄色背景)。ATG密码子前5 '和TGA密码子后3 ' UTR区域分别用小斜体字母标记。ORF用粉红色表示。图。S1湾最大似然性<15肉桂醇脱氢酶(CAD)蛋白(BLASTP)与LLCAD的相似度最高。使用Tree Exploration3(ETE3)V3.1.1程序的环境进行对准和系统发育重建,如GenomeNet所实施的。使用PhyML v20160115对ML树进行推断。分支机构支持是CHI2基于近似似然比检验返回的参数值。图。S1C与LlCAD密切相关的15个肉桂醇脱氢酶(CAD)氨基酸序列(BlastP)的多重比对(ClustalW)。乙醇脱氢酶类凝胶结构域为中灰色,锌结合脱氢酶结构域为深灰色。Zn-1和Zn-2结合基序用紫色着色。三种绿色氨基酸C、H和C用绿点标记。黄色字母定义了四个半胱氨酸(C)残基。保守甘氨酸(G)残基(GxGGxG)用红色字母表示。它们代表NADPH共基质结合基序,以绿色突出显示。保守残基(S、Q、L、M、W、V、P、L、F、I)以蓝色突出显示。丝氨酸212用红色背景标记。大多数对齐信息是根据[383940].-卢比斯angustifolius(XP_019452456);Lalb公司-白羽扇豆(KAE9589372);AP-Abrus precatorius(XP_027363622);似曾相识-长爪豇豆(XP_027937462);Gs公司-甘氨酸Soja.(XP028185029);总经理-甘氨酸最大(XP_003555961);SS.-Spatholobus suberectus(TKY50969);Ck公司-毛条(AEV93476);-花生(XP_025620500);广告-花生(xp015941997);AI.-arachis ipaensis.(XP016175492);-牵牛(XP_019169368);Mt公司-Medicago Truncatula.(XP_013470061);复写的副本-Cajanus毛竹(XP02021039);-拟南芥(AAK44076)。图。S1D利用DiAlign程序(Genomatix)比较不同植物的CAD蛋白(BlastP)。对于每个成对比对,给出了相似性(相对于最大相似性)和相同氨基酸的数量(以较短序列的百分比表示)。最大值加下划线。相似度值1.000仅表示两个最相似的序列;这并不一定意味着这些序列是相同的。-卢比斯angustifolius(XP_019452456);Lalb公司-白羽扇豆(KAE9589372);AP-Abrus precatorius(XP_027363622);似曾相识-长爪豇豆(XP_027937462);Gs公司-甘氨酸Soja.(XP028185029);总经理-甘氨酸最大(XP_003555961);SS.-Spatholobus suberectus(TKY50969);Ck公司-毛条(AEV93476);-花生(XP_025620500);广告-花生(xp015941997);AI.-arachis ipaensis.(XP016175492);-牵牛(XP_019169368);Mt公司-Medicago Truncatula.(XP_013470061);复写的副本-Cajanus毛竹(XP02021039);-拟南芥(AAK44076)。图。S2一个。法学学士8(可选名称)(右1)黄羽扇豆(GenBank accession number mw240677,3788 bp)黄羽扇豆L.)及其推导的氨基酸序列[975 AA(扩展,翻译工具),M.W.= 110.227 KD和PI = 5.97(Expasy,ProtParam)]。核苷酸用小写字母表示,氨基酸用大写字母表示。表示START和STOP密码子(黄色背景)。5'和3'UTR区域分别在ATG之前和TaA密码子之后的小斜体字母标记。ORF用粉红色表示。图。S2湾12个CESA8蛋白(替代名称IRX1,BLASTP)的最大似然性系统发育树具有最高程度的相似性与LLCESA8 / LLIRX1。序列比对和系统发育重建采用GenomeNet中实现的ETE3 v3.1.1程序。使用PhyML v20160115对ML树进行推断。分支机构支持是CHI2基于近似似然比检验返回的参数值。图。S2C与LlCesA8/LlIRX8密切相关的12个CesA8/IRX1氨基酸序列(BlastP)的多重比对(ClustalW)。蛋白质含有N-末端;球状/可溶性中央结构域(CD)和C末端。短N-末端(N)先于锌结合域(Zn)(中灰色)。这个锌结构域包含严格保守的CxxC基序(绿色框和红色字母)起始氨基酸:CxxCx12fxacxxcxxpxcxxxxxxxxdxxxcxxc,其中x是任何氨基酸。在N-末端也是富含酸性氨基酸的区域,所述酸性氨基酸被称为可高变区域(VR1,红色盒子)。在N末端域之后是两个跨膜结构域(TMH1 / 2,黄色盒子)。CD含有大多数由特定区域(CSR)组成的可变区域2(VR2,深灰色),在任何一侧都是由保守区域侧翼的:CR1 [与植物保守区域(P-CR)中的中间突出显示灰色)]和cr2。四个公认的催化基序标记为蓝框,用D,DXD和D粗橙色的QXXRW残留物标记为蓝色盒子。arg(r)和lys(k)(green leters)和vr2 / csr的酸性残留物和vr2 / csr的glu(e)(e)(红色字母)以及保守的cys(c,黄色字母)以特定于同种类的方式保存在物种中[43].C端包含6个跨膜结构域(THM 3-8)和最后一个标记为C的TM螺旋后的剩余蛋白。图。S2D利用DiAlign程序(Genomatix)比较来自不同植物物种的CesA8蛋白。对于每个成对比对,给出了相似性(相对于最大相似性)和相同氨基酸的数量(以较短序列的百分比表示)。最大值加下划线。相似度值1.000仅表示两个最相似的序列;这并不一定意味着这些序列是相同的。-卢比斯angustifolius(XP_019439632);总经理-甘氨酸最大(XP003526279);Mt公司-Medicago Truncatula.(xp013462596);va.-小豆(XP_017421931);复写的副本-Cajanus毛竹(XP02021247);AP-Abrus precatorius(XP027339063);广告-花生(XP015943020);-花生(xp025621820);Gs公司-甘氨酸Soja.(khn48007);Jc公司-麻风树图(XP_012091811);Lalb公司-白羽扇豆(KAE9602950);-拟南芥(NP_567564)。图S3一个。LlCOBL4型(可选名称)llirx8)在黄羽磺宁中鉴定的cDNA(GenBank登录号MW240678,2370 BP)(黄羽扇豆L.)及其推导的氨基酸序列[431 AA(扩展,翻译工具),M.W.= 48.489 KD和PI = 8.85(Expasy,ProtParam)]。核苷酸用小写字母表示,氨基酸用大写字母表示。表示START和STOP密码子(黄色背景)。ATG密码子前5 '和TGA密码子后3 ' UTR区域分别用小斜体字母标记。ORF用粉红色表示。图S3湾具有14个眼镜蛇的4(COBL4)/不规则木质蛋白6(IRX6)蛋白(BLASTP)的最大似然性系统发育树与LLCOBL4 / LLIRX6的最高程度相似。序列比对和系统发育重建采用GenomeNet中实现的ETE3 v3.1.1程序。使用PhyML v20160115对ML树进行推断。分支机构支持是CHI2基于近似似然比检验返回的参数值。-卢比斯angustifolius(XP_019452983);复写的副本-Cajanus毛竹(XP_020240142);AP-Abrus precatorius(XP_027353541);SS.-Spatholobus suberectus(TKY65050);Mp公司-刺毛黧豆(RDX75309);广告-花生(XP_015946272);AI.-arachis ipaensis.(XP_016182359);虚拟现实-豇豆属辐射动物(XP_014522888);Gs公司-甘氨酸Soja.(XP_028215469);-花生(XP_025624246);Mt公司-Medicago Truncatula.(XP_013451095);总经理-甘氨酸最大(XP_003554956);pa-角豆树(XP_028764818);-拟南芥(NP197067)。图S3c.与LlCOBL4/LlIRX6密切相关的14条COBL4/IRX6氨基酸序列(BlastP)的多重比对(ClustalW)。COBRA超家族的保守域特征在绿色背景下被标记出来。n端预测信号肽标记为黄色,切割位点标记为黑色箭头。红色下划线的序列显示了假定的纤维素结合位点。浅蓝色序列表示所有cobol蛋白的Cys-rich (CCVS)基序特征,而CCVS氨基酸以深蓝色背景和白色字母标记。两个保守一致的n -糖基化位点用紫色背景上的白色字母表示。与预测的C端切割ω位点相对应的位点以中灰色背景和黑色箭头表示。图S3天。CoBl4 / IRX6蛋白(BLASTP)使用Dialign程序(Genomatix)衍生自不同植物物种的蛋白质(BLASTP)。对于每个成对比对,相似度(相对于最大相似度)和相同氨基酸的数量(在较短的序列的%)给出。最大值用下划线标出。相似性值1.000仅表示两个最相似的序列;它并不一定意味着这些序列是相同的。-卢比斯angustifolius(XP_019452983);复写的副本-Cajanus毛竹(XP_020240142);AP-Abrus precatorius(XP_027353541);SS.-Spatholobus suberectus(TKY65050);Mp公司-刺毛黧豆(RDX75309);广告-花生(XP_015946272);AI.-arachis ipaensis.(XP_016182359);虚拟现实-豇豆属辐射动物(XP_014522888);Gs公司-甘氨酸Soja.(XP_028215469);-花生(XP_025624246);Mt公司-Medicago Truncatula.(XP_013451095);总经理-甘氨酸最大(XP_003554956);pa-角豆树(XP_028764818);-拟南芥(NP197067)。图S4一个。LlGAUT12(可选名称)llirx8)CDNA(GenBank登录号MW240679,2276 BP)鉴定在黄羽羽内(黄羽扇豆L.)及其推导的氨基酸序列[533 aa (ExPASy,翻译工具),m.w. = 60.673 kD, pI = 8.94 (ExPASy, ProtParam)]。核苷酸用小写字母表示,氨基酸用大写字母表示。表示START和STOP密码子(黄色背景)。ATG密码子前5 '和TAG密码子后3 ' UTR区域分别用小斜体字母标记。ORF用粉红色表示。图S4b. 15个半乳糖醛酸转移酶12 (GAUT12) /不规则木质部8 (IRX8)蛋白(BlastP)与LlGAUT12/LlIRX8相似性最高的最大似然系统发育树。序列比对和系统发育重建采用GenomeNet中实现的ETE3 v3.1.1程序。使用PhyML v20160115对ML树进行推断。分支机构支持是CHI2基于近似似然比检验返回的参数值。Lalb公司-白羽扇豆(KAE9588601);-卢比斯angustifolius(XP019437125);总经理-甘氨酸最大(XP003543290);AP-Abrus precatorius(XP_027341076);PP-碧桃(XP_007213904);下午-(XP_008244342);加利福尼亚州-Cicer Arietinum.(XP_004487615);SS.-Spatholobus suberectus(TKY48985);复写的副本-Cajanus毛竹(XP_020235268);-花生(XP025614714);广告-花生(XP_015936483);AI.-arachis ipaensis.(XP_016170753);医学博士-海棠(XP_008349951);Dz公司-榴梿(XP_022716962);-拟南芥(NP_200280)。图S4C与LlGAUT12/LlIRX8密切相关的15个半乳糖醛酸转移酶12(GAUT12)/不规则木质部8(IRX8)氨基酸序列(BlastP)的多重比对(ClustalW)。用蛋白质同源/类比识别引擎v2.0(Phyre)预测N端胞质结构域和跨膜结构域(TM,黄色背景)2)门户网站。特异性糖基转移酶8家族(GT8)结构域(pfam01501;使用CDD (NCBI)预测催化剂DxD基序(蓝色)和黑色背景)。图S4d.使用DiAlign程序(genome atix)比较来自不同植物物种的GAUT12/IRX8蛋白(BlastP)。对于每个成对比对,相似度(相对于最大相似度)和相同氨基酸的数量(在较短的序列的%)给出。最大值用下划线标出。相似性值1.000仅表示两个最相似的序列;它并不一定意味着这些序列是相同的。Lalb公司-白羽扇豆(KAE9588601);-卢比斯angustifolius(XP019437125);总经理-甘氨酸最大(XP003543290);AP-Abrus precatorius(XP_027341076);PP-碧桃(XP_007213904);下午-(XP_008244342);加利福尼亚州-Cicer Arietinum.(XP_004487615);SS.-Spatholobus suberectus(TKY48985);复写的副本-Cajanus毛竹(XP_020235268);-花生(XP025614714);广告-花生(XP_015936483);AI.-arachis ipaensis.(XP_016170753);医学博士-海棠(XP_008349951);Dz公司-榴梿(XP_022716962);-拟南芥(NP_200280)。图。S5一个。LlPG公司/LlQRT2型在黄羽磺宁中鉴定的cDNA(GenBank登录号MW240680,1486 BP)(黄羽扇豆L.)及其推导的氨基酸序列[428 aa(ExPASy,translate tool),分子量=47.623 kD和π = 9.18(ExPASy,ProtParam)]。核苷酸用小写字母标记,氨基酸用大写字母标记。起始密码子和终止密码子(黄色背景)被指示。5′和3′UTR区域在ATG前和TGA密码子后用小斜体字母标记。ORF以粉红色显示。图。S5湾与LLPG / LLQRT2的最高相似度的19个多肢乳糖酶(PGS)(BLASTP)的最大似然性系统发育树。序列比对和系统发育重建采用GenomeNet中实现的ETE3 v3.1.1程序。使用PHYML V20160115推断ML树。分支机构支持是CHI2基于近似似然比检验返回的参数值。-卢比斯angustifolius(XP_019425177,PG样);Lalb公司-白羽扇豆(KAE9590458、假定的PG);总经理-甘氨酸最大(XP003545985,第页);Gs公司-甘氨酸Soja.(KHM99207 PG);加利福尼亚州-Cicer Arietinum.(xp004499889,第2页);AP-Abrus precatorius(XP_027343054,PG);va.-小豆(XP_017424613,PG);广告-花生(PG QRT2-like XP_015952899);-花生(XP025642914,第QRT2页);AI.-arachis ipaensis.(XP_020965356 PG);Mt公司-Medicago Truncatula.(XP_003595746 PG);复写的副本-Cajanus毛竹(XP_020214988,PG);厘米-Cucurbita Maxima(xp022982564页);rc.-里纳斯市政府(XP_002517823,PG QRT2);生长激素-棉花(xp016741024,PG QRT2类);-拟南芥(O23147,拟南芥裂开带多聚半乳糖醛酸酶1,ADPG1);答:芥(Q8RY29 ADPG2);答:芥(Q9SFB7,Quartet2,QRT2);sl-番茄茄(xp004252072第2页)。图。S5C。不同多糖抑菌酶(PGS,BLASTP)的多序列对准(CLUSTALW),显示与LLPG / LLQRT2的最高相似性。作为域I,II,III和IV(RIKT)的四个PGS的典型保守结构域分别以黄色,绿色,蓝色和红色表示。酪氨酸(Y)标有粉红色。12个半胱氨酸(C)残留物以红色字母标记。NTD和DD结构中的三种天冬氨酸(分别为DD结构)用灰色箭头标记。结构域III中的组氨酸残基(H)标有紫色箭头。图。S5D用DiAlign程序(Genomatix)比较不同植物来源的PGs。对于每个成对比对,给出了相似性(相对于最大相似性)和相同氨基酸的数量(以较短序列的百分比表示)。最大值加下划线。相似度值1.000仅表示两个最相似的序列;这并不一定意味着这些序列是相同的。-卢比斯angustifolius(XP_019425177);Lalb公司-白羽扇豆(KAE9590458);总经理-甘氨酸最大(XP003545985);Gs公司-甘氨酸Soja.(khm99207);加利福尼亚州-Cicer Arietinum.(xp004499889);AP-Abrus precatorius(XP_027343054);va.-小豆(XP_017424613);广告-花生(XP_015952899);-花生(XP_025642914);AI.-arachis ipaensis.(XP_020965356);Mt公司-Medicago Truncatula.(XP_003595746);复写的副本-Cajanus毛竹(XP\ 02014988);厘米-Cucurbita Maxima(XP_022982564);rc.-里纳斯市政府(xp002517823);生长激素-棉花(XP_016741024);-拟南芥(O23147,ADPG1);答:芥(Q8RY29 ADPG2);答:芥(Q9SFB7,QRT2);sl-番茄茄(XP004252072)。图S6一个。llpcs1l.cDNA(GenBank登录号MW2406811773 在黄羽扇豆中鉴定(黄羽扇豆L.)及其推导的氨基酸序列[480 aa(ExPASy,翻译工具),m.w.=53.044 kD和pI = 5.42(ExPASy,ProtParam)]。核苷酸用小写字母标记,氨基酸用大写字母标记。起始密码子和终止密码子(黄色背景)被指示。5′和3′UTR区域在ATG前和TGA密码子后用小斜体字母标记。ORF以粉红色显示。图S6湾15个PCS1蛋白(BLASTP)的最大似然系统发育树具有最高程度的LLPCS1。序列比对和系统发育重建采用GenomeNet中实现的ETE3 v3.1.1程序。使用PhyML v20160115对ML树进行推断。分支机构支持是CHI2基于近似似然比检验返回的参数值。-卢比斯angustifolius(XP019412745);虚拟现实-豇豆属辐射动物(XP_014497350);总经理-甘氨酸最大(XP003530215);Mt公司-Medicago Truncatula.(xp013448893);美联社-Abrus precatorius(XP027349738);抄送-Cajanus毛竹(XP_020206919);似曾相识-长爪豇豆(XP_027927273);加利福尼亚州-Cicer Arietinum.(xp004514393);TP-Trifolium praatense.(PNX74271型);QL-大叶栎(XP_030925127);pa-角豆树(XP_028786489);英石-决明(KAF7825648);QS.-Quercus木栓(XP_023913890);TW.-雷公藤(KAF5750924);-拟南芥(OAO90380)。图S6C与LlPCS1密切相关的15个促进细胞存活1(PCS1)氨基酸序列(BlastP)的多重比对(ClustalW)。胃蛋白酶样天冬氨酸蛋白酶的N端(DTGS)和C端(DS/LGT)的两个基序分别用黄色和浅灰色标记。此外,还标明了两个催化残基(D)(红色背景上的白色字母)。活动部位皮瓣atl和SSSS分别标记为绿色和浅蓝色。类似胃蛋白酶的植物域是深蓝色的阴影,上面有白色的字母。taxiu N结构域(木聚糖酶抑制剂N-末端,海色)和TAXi C结构域(紫色)另外加下划线。-卢比斯angustifolius(XP019412745);虚拟现实-豇豆属辐射动物(XP_014497350);总经理-甘氨酸最大(XP003530215);Mt公司-Medicago Truncatula.(xp013448893);美联社-Abrus precatorius(XP027349738);抄送-Cajanus毛竹(XP_020206919);似曾相识-长爪豇豆(XP_027927273);加利福尼亚州-Cicer Arietinum.(xp004514393);TP-Trifolium praatense.(PNX74271型);QL-大叶栎(XP_030925127);pa-角豆树(XP_028786489);英石-决明(KAF7825648);QS.-Quercus木栓(XP_023913890);TW.-雷公藤(KAF5750924);-拟南芥(OAO90380)。图S6d.使用DiAlign程序(Genomatix)比较来自不同植物的PCS1蛋白。对于每个成对比对,相似度(相对于最大相似度)和相同氨基酸的数量(在较短的序列的%)给出。最大值用下划线标出。相似性值1.000只标记了两个最相似的序列;它并不一定意味着这些序列是相同的。-卢比斯angustifolius(XP019412745);虚拟现实-豇豆属辐射动物(XP_014497350);总经理-甘氨酸最大(XP003530215);Mt公司-Medicago Truncatula.(xp013448893);美联社-Abrus precatorius(XP027349738);抄送-Cajanus毛竹(XP_020206919);似曾相识-长爪豇豆(XP_027927273);加利福尼亚州-Cicer Arietinum.(xp004514393);TP-Trifolium praatense.(PNX74271型);QL-大叶栎(XP_030925127);pa-角豆树(XP_028786489);英石-决明(KAF7825648);QS.-Quercus木栓(XP_023913890);TW.-雷公藤(KAF5750924);-拟南芥(OAO90380)。图S7一个。llga3ox.黄羽扇豆(GenBank accession number MW240682, 1311 bp)黄羽扇豆L.)及其推导的氨基酸序列[320 aa (ExPASy,翻译工具),m.w. = 36.576 kD, pI = 5.67 (ExPASy, ProtParam)]。核苷酸用小写字母表示,氨基酸用大写字母表示。表示START和STOP密码子(黄色背景)。ATG密码子前5 '和TGA密码子后3 ' UTR区域分别用小斜体字母标记。ORF用粉红色表示。图S7湾10 Ga3ox蛋白(BLASTP)的最大似然性系统和LLGA3X的最高程度的相似性。序列比对和系统发育重建采用GenomeNet中实现的ETE3 v3.1.1程序。使用PhyML v20160115对ML树进行推断。分支机构支持是CHI2基于近似似然比检验返回的参数值。-卢比斯angustifolius(xp019459798);Lalb公司-白羽扇豆(KAE9605408);va.-小豆(XP_017408358);SS.-Spatholobus suberectus(TKY63915);Gs公司-甘氨酸Soja.(KHN29357);Vv型-葡萄(XP_019072492);英石-马铃薯(XP_006339568);ns.-美花烟草(XP009779750);不适用-尼古利亚娜attenuata.(XP019262262);-拟南芥(NP_178149)。图S7C。与LLGA3OX密切相关的10吉布林蛋白3-氧化酶(GA3OX)氨基酸序列(BLASTP)的多重对准(CLUSTALW)。表明,Gibberellin 3-β-DiOxygenase结构域(黑色背景)和2-氧代或Fe(II)和Fe(II) - 依赖氧酶(氧)超家族(蓝色背景)的域特征。推定的HIS-X-ASP-(x)n-his(hxd ... h)和arg-x-ser(rxs)主题位置分别以红色和绿色突出显示。域和特定的高度保守的主题从CDD(NCBI)和[53].-卢比斯angustifolius(xp019459798);Lalb公司-白羽扇豆(KAE9605408);va.-小豆(XP_017408358);SS.-Spatholobus suberectus(TKY63915);Gs公司-甘氨酸Soja.(KHN29357);Vv型-葡萄(XP_019072492);英石-马铃薯(XP_006339568);ns.-美花烟草(XP009779750);不适用-尼古利亚娜attenuata.(XP019262262);-拟南芥(NP_178149)。图S7d.使用DiAlign程序(genome atix)比较来自不同植物的GIBBERELLIN 3-氧化酶(GA3oxs)。对于每个成对比对,相似度(相对于最大相似度)和相同氨基酸的数量(在较短的序列的%)给出。最大值用下划线标出。相似性值1.000只标记了两个最相似的序列;它并不一定意味着这些序列是相同的。-卢比斯angustifolius(xp019459798);Lalb公司-白羽扇豆(KAE9605408);va.-小豆(XP_017408358);SS.-Spatholobus suberectus(TKY63915);Gs公司-甘氨酸Soja.(KHN29357);Vv型-葡萄(XP_019072492);英石-马铃薯(XP_006339568);ns.-美花烟草(XP009779750);不适用-尼古利亚娜attenuata.(XP019262262);-拟南芥(NP_178149)。图S8一个。LlGA2ox1型在黄羽羽内鉴定的cDNA(Genbank登录号MG181996,1458 BP)(黄羽扇豆L.)及其推导的氨基酸序列[330 aa (ExPASy,翻译工具),m.w. = 37.005 kD, pI = 8.14 (ExPASy, ProtParam)]。核苷酸用小写字母表示,氨基酸用大写字母表示。表示START和STOP密码子(黄色背景)。ATG密码子前5 '和TGA密码子后3 ' UTR区域分别用小斜体字母标记。ORF用粉红色表示。图S8B与LlGA2ox1相似度最高的15种赤霉素2-氧化酶(GA2oxs,BlastP)的最大似然系统发育树。比对和系统发育重建是使用ete3v3.1.1在GenomeNet中实现的。使用PhyML v20160115推断ML树。支脉是气2基于近似似然比检验返回的参数值。-卢比斯angustifolius(XP_019424643);Lalb公司-白羽扇豆(KAE9590556);Mp公司-刺毛黧豆(RDX87676);SS.-Spatholobus suberectus(TKY49301);AP-Abrus precatorius(XP027342450);va.-小豆(NP001316752);复写的副本-Cajanus毛竹(XP_020204195);似曾相识-长爪豇豆(XP_027926310);总经理-甘氨酸最大(XP003543155);PS.-豌豆(AAD45425);Gs公司-甘氨酸Soja.(XP028201454);加利福尼亚州-Cicer Arietinum.(xp004488652);年少者-juglans regia.(xp018824979);NT-烟草(XP_016500243);-拟南芥(Q8LEA2)。图S8C。多重比对15赤霉素2-氧化酶(GA2ox)氨基密切相关于LlGA2ox1酸序列(BLASTP)的(ClustalW比)。对于2-酮戊二酸(20克)-Fe(II) - 依赖性加氧超家族(蓝色背景)赤霉素2-β-双加氧酶结构域(黑色背景)和域特性表示。两个域使用CDD(NCBI)指定。此外,氨基酸残基假定为结合的Fe2+蛋白活性部位用红色(HxD…H)和绿色(RxS)表示。图S8D利用DiAlign程序(Genomatix)比较不同植物来源的赤霉素2-氧化酶(GA2oxs)。对于每个成对比对,给出了相似性(相对于最大相似性)和相同氨基酸的数量(以较短序列的百分比表示)。最大值加下划线。1.000的相似度值仅表示两个最相似的序列;这并不一定意味着这些序列是相同的。-卢比斯angustifolius(XP_019424643);Lalb公司-白羽扇豆(KAE9590556);Mp公司-刺毛黧豆(RDX87676);SS.-Spatholobus suberectus(TKY49301);AP-Abrus precatorius(XP027342450);va.-小豆(NP001316752);复写的副本-Cajanus毛竹(XP_020204195);似曾相识-长爪豇豆(XP_027926310);总经理-甘氨酸最大(XP003543155);PS.-豌豆(AAD45425);Gs公司-甘氨酸Soja.(XP028201454);加利福尼亚州-Cicer Arietinum.(xp004488652);年少者-juglans regia.(xp018824979);NT-烟草(XP_016500243);-拟南芥(Q8LEA2)。图S9一个。llgamyb.黄羽扇豆(GenBank accession number mw240675,2038 bp)黄羽扇豆及其推导的氨基酸序列[533 aa(ExPASy,translate tool),分子量=59.048 kD和π = 5.25(ExPASy,ProtParam)]。核苷酸用小写字母标记,氨基酸用大写字母标记。起始密码子和终止密码子(黄色背景)被指示。5′和3′UTR区域在ATG前和TGA密码子后用小斜体字母标记。ORF以粉红色显示。蓝色背景中的21个核苷酸序列对应于Ll-miR159的靶位点。图S9湾16个GamyB蛋白(BLASTP)的最大似然性系统发育树具有最高程度的LLGAMYB。使用Etete3 V3.1.1进行比对和系统发育重建,如GenomeNet中所实施的。使用PhyML v20160115对ML树进行推断。分支机构支持是CHI2基于近似似然比检验返回的参数值。-卢比斯angustifolius(XP_019449331);Lalb公司-白羽扇豆(开9617167);SS.-Spatholobus suberectus(TKY68413);复写的副本-Cajanus毛竹(XP_020219565);AP -Abrus precatorius(XP_027354365);Mp公司-刺毛黧豆(RDX95167);总经理-甘氨酸最大(AHB19229);Gs公司-甘氨酸Soja.(XP_028187659);-花生(XP025615172);AI.-arachis ipaensis.(XP_016171706);广告-花生(XP_015937001);-拟南芥(AAS10086,ATMYB33),(AAS10055,ATMYB65),(NP_194423,ATMYB97),(NP_001077993,ATMYB101),(NP_568819,ATMYB120)。图S9C。与LlgamyB密切相关的16μB氨基酸序列(BLASTP)的多个对准(CLUSTALW)。在整个蛋白质中分布的5'末端(黑色)和盒子1(黄色),盒子2(绿色),盒子3(蓝色)框3(蓝色)框3(绿色)盒3域附近的R2R3结构盒。使用CDD(NCBI)指定了MYB超家族蛋白(下划线),MYB_DNA结合域(粉红色)和SANT(SWI3,ADA2,N-COR和TFIIIB)结构域(灰色)的REB1域特征。-卢比斯angustifolius(XP_019449331);Lalb公司-白羽扇豆(开9617167);SS.-Spatholobus suberectus(TKY68413);复写的副本-Cajanus毛竹(XP_020219565);AP -Abrus precatorius(XP_027354365);Mp公司-刺毛黧豆(RDX95167);总经理-甘氨酸最大(AHB19229);Gs公司-甘氨酸Soja.(XP_028187659);-花生(XP025615172);AI.-arachis ipaensis.(XP_016171706);广告-花生(XP_015937001);-拟南芥(AAS10086,ATMYB33),(AAS10055,ATMYB65),(NP_194423,ATMYB97),(NP_001077993,ATMYB101),(NP_568819,ATMYB120)。图S9天。使用Dialign程序(Genomatix)的不同植物物种衍生自不同植物物种的GamyB蛋白的比较。对于每个成对比对,相似度(相对于最大相似度)和相同氨基酸的数量(在较短的序列的%)给出。最大值用下划线标出。相似性值1.000只标记了两个最相似的序列;它并不一定意味着这些序列是相同的。-卢比斯angustifolius(XP_019449331);Lalb公司-白羽扇豆(开9617167);SS.-Spatholobus suberectus(TKY68413);复写的副本-Cajanus毛竹(XP_020219565);AP -Abrus precatorius(XP_027354365);Mp公司-刺毛黧豆(RDX95167);总经理-甘氨酸最大(AHB19229);Gs公司-甘氨酸Soja.(XP_028187659);-花生(XP025615172);AI.-arachis ipaensis.(XP_016171706);广告-花生(XP_015937001);-拟南芥(AAS10086,ATMYB33),(AAS10055,ATMYB65),(NP_194423,ATMYB97),(NP_001077993,ATMYB101),(NP_568819,ATMYB120)。图S10.cDNA序列Ll-MIR159鉴定于黄色羽扇豆(GenBank登录号MW240683)。构成成熟miR159的21个核苷酸片段以黄色标记。图S11. 黄羽扇豆中LlCAD(肉桂醇脱氢酶)、LlCesA8/LlIRX1(纤维素合成酶A催化亚基8/不规则木质部1)、LlCOBL4/IRX6(类眼镜蛇4)、LlGAUT12/LlIRX8(半乳糖醛酸转移酶12)、LlPG/LlQRT2(多聚半乳糖醛酸酶/QUARTET2)和LlPCS1(促进细胞存活1)的结构域(黄羽扇豆l .)。(a-f)由雪松程序可视化的Robetta蛋白质建模服务器构建的预测三级3D模型。(A'-F')通过方法部分中描述的不同工具鉴定的保守结构域,基序和特异性氨基酸。在三维蛋白质模型中使用的颜色与蛋白质图中呈现的颜色相对应。结构域/基序/氨基酸的特定功能在表中详细描述1(主要手稿)。图S12.LLGA3OX(赤霉素3-氧化酶),LLGA2Ox1(赤霉素2-氧化酶1)和黄羽甘氨酸中的LLGAMYB的结构域结构(黄羽扇豆l .)。(A-C)由ROBETTA蛋白建模服务器构建的预测三维模型通过ChimeraX程序可视化。(A ' -C ')通过方法部分中描述的不同工具识别的保守域、基序和特定氨基酸。在三维蛋白质模型中使用的颜色与蛋白质图中呈现的颜色相对应。结构域/基序/氨基酸的特定功能在表中详细描述1(主要手稿)。图向.(a)用简并引物进行的PCR产物的电泳分离的图像,以鉴定cDNA片段llgamyb.黄羽扇豆在1.2%琼脂糖凝胶上0.5 × TBE缓冲5 V/cm在将军100在场的情况下 bp-DNA梯状标记(m, Fermentas);(B) pSC-A-amp/kan矢量简化图(安捷伦科技);(C)代表性培养皿,包含S-Gal/LB琼脂混合物,Mach1-T1一次注射大肠杆菌.白色细菌菌落服用了PCRII-Topo载体的重组形式,而深蓝细菌菌落则没有插入物的载体。(d)用限制酶消化质粒DNA电泳分离的图像生态RI(发酵剂)来确认插入物的存在llgamyb.. 在0.5%的1.2%琼脂糖凝胶上进行分离 × TBE缓冲5 V/cm,在将军100在场的情况下 bp-DNA梯状标记(m).箭头表示已发送测序(Genomed,Warsaw,Poland)的样本。图S14系列.(a,b)PCR产物的电泳分离图像(A,用第一对引物,特异性+退化)和3'RACE-PCR(B,用第二对引物获得的结果获得)LlGAMyb在1.2%琼脂糖凝胶中加入0.5 × TBE缓冲5 在GeneRuler 100在场的情况下,V/cm bp-DNA梯状标记(m, Fermentas);(C, D)含有不同大小插入物的质粒DNA的电泳分离图像生态在0.5 × TBE缓冲液中,5 V/cm,在存在GeneRuler 100 bp DNA Ladder标记(m);使用第一对引物(C)和第二对引物(D)进行的反应产物获得的转化结果;箭头表示发送用于测序的单个样本(Genomed,Warsaw,Poland)。图S15. 免疫组化反应验证所需的阴性对照通过省略与一级抗体的孵育进行,并且没有显示标记。可见细胞壁和花粉粒的自发荧光信号。用DAPI染色细胞核。比例尺 = 50 μm。选项卡。S1(A) 基于dna序列设计的简并引物序列伽米布来自不同植物物种(BLASTP)的基因;(b)用于3'族的特异性,退化和普遍引物的序列(CDNA末端的快速扩增)-PCR;GSOP - 基因特异性外引物,Op - 外引物,GSIP - 基因特异性内底漆,IP - 内底漆;(c)特异性引物的序列,它们的熔融温度(Tm)和全部研究中使用的探针序列和用于所有研究基因的QPCR中的数量LlACT.给出了PCR扩增产物的长度和引物的退火温度。(PPTX 19524 kb)

权利和权限

开放获取本文是基于知识共享署名4.0国际许可,允许使用、共享、适应、分布和繁殖在任何媒介或格式,只要你给予适当的信贷原始作者(年代)和来源,提供一个链接到创作共用许可证,并指出如果变化。本文中的图像或其他第三方材料包括在文章的创作共用许可中,除非在材料的信用线中另有说明。如果材料没有包含在文章的创作共用许可证中,而您的预期使用不被法律法规允许或超过允许的使用,您将需要直接获得版权持有人的许可。如欲浏览本许可证的副本,请浏览http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/. 知识共享公共领域放弃(http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/)适用于本条提供的数据,除非信用额度中另有规定。

转载和许可

关于这篇文章

通过十字标记验证货币和真实性

引用本文

Marciniak,K。,Przedniczek,K.花药裂开受黄鸡酸在黄羽羽的嗜酸盐(黄羽扇豆l .)。BMC植物杂志21,314 (2021). https://doi.org/10.1186/s12870-021-03085-4

下载引用

关键字

  • 花药裂开
  • 赤霉素类
  • 药室内壁
  • 二次加厚
  • 隔膜/裂口破裂
  • 通过PCD变性
  • 黄花羽扇豆
  • 豆类