_ Studiul Genele MADS-box din fructul pasiunii iluminează dezvoltarea organelor plantelor și răspunsurile la stres

Fructul pasiunii (Passiflora edulis), renumit pentru bogăția sa nutritivă și fructele aromatice, este cultivat pe scară largă în regiunile tropicale și subtropicale. Fructele pasiunii nu pot fi recoltate numai pe tot parcursul anului, ci pot fi folosite și ca plantă horticolă, ceea ce contribuie semnificativ la valoarea sa economică.

În plus, structura sa florală specială îl face un model de plantă excelent și unic. pentru investigarea morfologiei organelor florale. Familia de gene MADS-box, esențială în creșterea și dezvoltarea plantelor, joacă un rol esențial în diferite procese biologice, inclusiv în morfologia organelor florale. Deși au fost efectuate cercetări extinse asupra membrilor familiei genelor MADS-box din diferite plante, o investigație cuprinzătoare a membrilor familiei genelor MADS-box în fructul pasiunii nu a fost încă raportată.

Tropical Plants a publicat cercetări. intitulat „De la expresia genelor la modelele de flori: caracterizarea la nivel de genom a familiei de gene MADS-box în fructul pasiunii (Passiflora edulis)”, la 20 februarie 2024.

În acest studiu, cercetătorii au combinat modelul Markov ascuns ( HMM) și BLAST caută pentru a identifica 52 de membri ai familiei de gene MADS-box, desemnați ca PeMADS1-PeMADS51 pe baza pozițiilor lor secvențiale pe cromozomi, în timp ce un singur membru mapat la un contig a fost numit PeMADS52. Aceste gene au prezentat lungimi și greutăți moleculare variabile ale proteinelor, cu puncte izoelectrice variind de la acide la bazice.

Analizele de stabilitate, indice alifatic și hidropatic au sugerat stabilitate termică și hidrofobicitate variate între proteine. Predicția localizării subcelulare arată că proteinele PeMADS au fost localizate în principal în nucleu, cloroplaste și mitocondrii. Alinierea secvenței și modelarea structurală 3D au relevat un domeniu MADS foarte conservat din 52 de proteine ​​PeMADS.

Analiza filogenetică a clasificat în continuare 52 de gene MADS-box în două tipuri cu cinci subgrupe (tip I: Mα, Mβ, Mγ; tip II: MIKCC, MIKC*). Analiza structurală a ilustrat că proteinele PeMADS din cadrul aceleiași subfamilii sunt relativ conservate. Examinarea elementelor de reglare cis a dezvăluit perspective asupra răspunsurilor genelor la lumină, hormoni și stres, subliniind versatilitatea lor de reglementare.

Cartografierea cromozomală și analizele de sintonia au evidențiat traiectoria evolutivă a familiei de gene, cu dovezi de duplicare. evenimente care contribuie la extinderea și diversificarea acestuia.

În special, cercetătorii au propus un model ABC(D)E pentru a elucida reglarea structurii florale unice (sepal-petală-corona-stamină-carpel) în fructul pasiunii. Analizele modelului de expresie în țesuturile florale au sugerat implicarea unor gene specifice PeMADS în implementarea modelului ABC(D)E al identității organelor florale.

Coroanele distincte au fost controlate predominant de B-, C(D)- și Gene clasa E, susținând speculația că corona ar fi putut proveni din stamine. Multe gene PeMADS au fost, de asemenea, implicate în reglarea dezvoltării dezvoltării organelor non-florale și a răspunsurilor la stres. Descoperirile studiului cu privire la temperatură și răspunsul la fitohormoni subliniază adaptabilitatea familiei de gene la stimulii de mediu.

În general, această lucrare stabilește o înțelegere fundamentală a familiei de gene MADS-box în fructul pasiunii, oferind perspective asupra istoriei lor evolutive, caracteristici structurale și roluri funcționale în dezvoltarea organelor florale și non-florale, deschizând calea pentru viitoare caracterizări funcționale.

(Fluierul)