Genome-wide identification and expression analysis of the NRT genes in Ginkgo biloba under nitrate treatment reveal the potential roles during calluses browning.
Genome-wide identification and expression analysis of the NRT genes in Ginkgo biloba under nitrate treatment reveal the potential roles during calluses browning.
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DOI：
10.1186/s12864-023-09732-4
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发表时间：
2023-10-23
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影响因子：
4.4
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硝酸盐是植物生长的主要氮源，以前的研究表明氮与布朗宁之间存在相关性。硝酸盐转运蛋白（NRT）在硝酸盐分配中起着至关重要的作用。在这里，我们利用全基因组的方法来确定和分析74个潜在的GbNRT在硝酸盐处理下的银杏愈伤组织布朗宁的表达模式，包括68硝酸盐转运蛋白1（NRT 1）/肽转运蛋白（PTR）（NPF），4 NRT 2和2 NRT 3。保守结构域，基序，同源性，顺式作用元件（克雷斯）进行了分析，以证明GbNRT的进化保守性和功能多样性。我们的分析表明，NPF家族分为8个分支，GbNPF 2和GbNPF 6亚家族分为3组。每个GbNRT含有108-214个克雷斯，有19-36种类型，特别是具有生长素和转录因子v-myb、禽成髓细胞瘤病毒癌基因同源物（MYB）和碱性螺旋-环-螺旋（bHLH）的结合位点。GbNPFs的E1 X1 X2 E2 R基序有显著的变化，表明潜在的动态质子转运能力的变化。GbNRTs的表达谱表明，GbNRTs可能通过调节硝酸盐的吸收，调节生长素和多酚的生物合成，从而影响银杏愈伤组织诱导过程中的布朗宁。这些发现提供了一个更好的理解NRT在NO3−的吸收和利用在体外培养中的作用，这是至关重要的，以防止布朗宁，并开发一个有效的再生和悬浮生产系统在银杏。在线版本包含补充材料，可通过10.1186/s12864-023-09732-4获得。
Nitrate is a primary nitrogen source for plant growth, and previous studies have indicated a correlation between nitrogen and browning. Nitrate transporters (NRTs) are crucial in nitrate allocation. Here, we utilized a genome-wide approach to identify and analyze the expression pattern of 74 potential GbNRTs under nitrate treatments during calluses browning in Ginkgo, including 68 NITRATE TRANSPORTER 1 (NRT1)/PEPTIDE TRANSPORTER (PTR) (NPF), 4 NRT2 and 2 NRT3. Conserved domains, motifs, phylogeny, and cis-acting elements (CREs) were analyzed to demonstrate the evolutionary conservation and functional diversity of GbNRTs. Our analysis showed that the NPF family was divided into eight branches, with the GbNPF2 and GbNPF6 subfamilies split into three groups. Each GbNRT contained 108–214 CREs of 19–36 types, especially with binding sites of auxin and transcription factors v-myb avian myeloblastosis viral oncogene homolog (MYB) and basic helix-loop-helix (bHLH). The E1X1X2E2R motif had significant variations in GbNPFs, indicating changes in the potential dynamic proton transporting ability. The expression profiles of GbNRTs indicated that they may function in regulating nitrate uptake and modulating the signaling of auxin and polyphenols biosynthesis, thereby affecting browning in Ginkgo callus induction. These findings provide a better understanding of the role of NRTs during NO3− uptake and utilization in vitro culture, which is crucial to prevent browning and develop an efficient regeneration and suspension production system in Ginkgo. The online version contains supplementary material available at 10.1186/s12864-023-09732-4.
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