Экспрессия транскрипционных факторов CBF (C-repeat binding factor) у проростков ржи посевной (Secale cereale L.) при холодовом стрессе
Автор: Печенкина В.А., Шестиперстова А.С., Васильева Ю.С., Боронникова С.В.
Журнал: Вестник Пермского университета. Серия: Биология @vestnik-psu-bio
Рубрика: Генетика
Статья в выпуске: 3, 2024 года.
Бесплатный доступ
Рожь озимая является одной из важных продовольственных культур в мире. Благодаря своей высокой адаптивности, зимостойкости и способности давать урожай на низкоплодородных почвах, рожь озимая позволяет стабилизировать валовый сбор зерна. Для большинства культурных злаков основным фактором внешней среды, вызывающим стресс, является температура, особенно ее нижние значения в областях возделывания. Ответ на воздействие низких температур у растений формируется на клеточном уровне, путем активации экспрессии генов и факторов транскрипции, ответственных за устойчивость к холоду. Действие транскрипционных факторов из семейства CBF (C-repeat Binding Factor) в ответ на холодовый стресс является одним из путей активации адаптивной реакции ржи на холод. Целью данной работы являлось выявление уровня экспрессии генов семейства ScCBF (ScCBFl, ScCBF4, ScCBF14, ScCBF18) у проростков ржи посевной (Secale cereale L.) в условиях холодового стресса. Проростки S. cereale были разделены на четыре группы по продолжительности воздействия холодового стресса (в течение 1, 6, 12, 24 ч.). Одна из групп (контрольная) не подвергалась холодовому стрессу. РНК проростков разных групп воздействия холодовым стрессом были проанализированы методом ПЦР в реальном времени. В результате исследования показано, что уровни экспрессии генов ScCBF1, ScCBF4, ScCBF14 и ScCBF18 в разной степени изменяются в ответ на воздействие низкой положительной температуры. Наибольший уровень нормализованной экспрессии генов ScCBF1 и ScCBF14 наблюдался при воздействии холодовым стрессом в течение 6 ч. Наибольший уровень гена ScCBF4, его нормализованной экспрессии наблюдался при воздействии холодовым стрессом в течение 24 ч. Уровень нормализованной экспрессии гена ScCBF18 достигал пика при воздействии стрессом в течение 12 ч.
Рожь озимая, secale cereale l, низкотемпературный стресс, экспрессия, пцр-рв, cbf
Короткий адрес: https://sciup.org/147246123
IDR: 147246123 | DOI: 10.17072/1994-9952-2024-3-327-334
Список литературы Экспрессия транскрипционных факторов CBF (C-repeat binding factor) у проростков ржи посевной (Secale cereale L.) при холодовом стрессе
- Бракк Д.Г. Продовольственная безопасность в условиях климатических трансформаций // Экономическая безопасность. 2О23. Т. 6, № 1. С. 367-384. DOI: 10.18334/ecsec.6.1.117557.
- Ерастенкова М.В., Тихонова Н.Г., Ухатова Ю.В. Изучение молекулярных механизмов устойчивости винограда (Vitis vinifera L.) к низкотемпературному стрессу // Биотехнология и селекция растений. 2О23. Т. 6, № 4. С. 48-60.
- Кобяков А.С., Оразаева И.В. Хозяйственно-биологические признаки сортов и гибридов озимой ржи в условиях ЦЧР // Горинские чтения. Инновационные решения для АПК: материалы междунар. науч.-практ. студ. конф. Майский, 2О21. С. 33.
- Кузмицкая П.В., Королева Е.С., Урбанович О.Ю. Влияние некоторых абиотических факторов на профили экспрессии генов, кодирующих стресс-ассоциированные белки яблони // Известия Национальной академии наук Беларуси. Сер. биологических наук. 2О24. Т. 69, № 2. С. 143-152.
- Люсиков О.М. и др. Молекулярно-генетические аспекты устойчивости озимой пшеницы (Triticum L.) к низкотемпературному стрессу // Молекулярная и прикладная генетика. 2О22. Т. 33. С. 137-150.
- Мелешкина Е.П., Бундина О.И. Производство, переработка и потребление зерна ржи в России: направления развития // Пищевая промышленность. 2О2О. № 12. С. 55-59.
- Пономарева М.Л. Современные реалии производства ржи и задачи селекционной науки // Генофонд и селекция растений: материалы сател. симпозиума V Междунар. конф. Новосибирск, 2О2О. С. 85-89.
- Сизенцова Я.Г., Омельянчук Н.А., Миронова В.В. Мета-анализ данных транскриптомов выявил гены-кандидаты устойчивости к низким положительным температурам у Arabidopsis thaliana L. // Биотехнология в растениеводстве, животноводстве и сельскохозяйственной микробиологии: сб. тез. докл. 21 -ой Всерос. молодеж. науч. конф. М., 2О21. С. 12.
- Трущелев А.Б. Селекция растений в условиях меняющегося климата // Балтийский морской форум: материалы VIII Междунар. Балт. мор. форума. Калининград, 2О2О. Т. 1. С. 156-160.
- Федореева Л.И. и др. Сравнительная характеристика и адаптивные механизмы солеустойчивости у разных генотипов твердой и мягкой пшеницы // Сельскохозяйственная биология. 2023. Т. 58, № 3. С. 510-524.
- Barah P. et al. Genome-scale cold stress response regulatory networks in ten Arabidopsis thaliana eco-types // BMC genomics. 2013. Vol. 14. P. 1-16.
- Barrero-Gil J., Salinas J. Gene Regulatory Networks Mediating Cold Acclimation: The CBF Pathway // Iwaya-Inoue M., Sakurai M., Uemura M. (eds). Survival Strategies in Extreme Cold and Desiccation. Advances in Experimental Medicine and Biology. 2018. Vol. 1081. P. 3-22. https://doi.org/10.1007/978-981-13-1244-1_1.
- Desrosiers C., Karypis G. A Comprehensive Survey of Neighborhood-Based Recommendation Methods. Recommender Systems Handbook. Springer, 2011. P. 107-144.
- Caccialupi, G. et al. The Triticeae CBF Gene Cluster - To Frost Resistance and Beyond // Cells. 2023. Vol. 12, № 22. Art. 2606.
- Chomczynski P., Sacchi N. Single-step method of RNA isolation by acid guanidinium thiocyanate-phenol-chloroform extraction // Analytical biochemistry. 1987. Vol. 162, № 1. P. 156-159.
- Ghanbarian A.T., Hurst L.D. Neighboring genes show correlated evolution in gene expression // Molecular biology and evolution. 2015. Vol. 32, № 7. P. 1748-1766.
- Jung W.J., Seo Y.W. Identification of novel C-repeat binding factor (CBF) genes in rye (Secale cereale L.) and expression studies // Gene. 2019. Vol. 684. P. 82-94.
- Medina J. et al. The Arabidopsis CBF gene family is composed of three genes encoding AP2 domain-containing proteins whose expression is regulated by low temperature but not by abscisic acid or dehydration // Plant physiology. 1999. Vol. 119, № 2. P. 463-470.
- Mizoi J., Shinozaki K., Yamaguchi-Shinozaki K. AP2/ERF family transcription factors in plant abiotic stress responses // Biochimica et Biophysica Acta. 2012. Vol. 1819(2). P. 86-96. DOI: 10.1016/j.bbagrm.2011.08.004.
- Rao X. et al. An improvement of the 2A(-delta delta CT) method for quantitative real-time polymerase chain reaction data analysis // Biostat Bioinforma Biomath. 2013. Vol. 3, № 3. P. 71-85.
- Wang D.Z. et al. Gene regulation and signal transduction in the ICE-CBF-COR signaling pathway during cold stress in plants // Biochemistry (Moscow). 2017. Vol. 82. P. 1103-1117. https://doi.org/10.1134/S0006297917100030.
