Genome-Wide Identification, Evolution, and Expression Analysis of TPS and TPP Gene Families in Brachypodium distachyon
Genome-Wide Identification, Evolution, and Expression Analysis of TPS and TPP Gene Families in Brachypodium distachyon
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二穗短柄草 TPS 和 TPP 基因家族的全基因组鉴定、进化和表达分析
DOI：
10.3390/plants8100362
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发表时间：
2019-09
期刊：
影响因子：
4.5
通讯作者：
Wang Kai
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wang Song;Ouyang Kai;Wang Kai
植物中的海藻糖生物合成酶同系物包含两个家族：6-磷酸海藻糖合酶（TPS）和6-磷酸海藻糖磷酸酶（TPP）。这两个家族都参与海藻糖合成和各种抗应激过程。这里，基于二穗短柄草基因组鉴定了九个BdTPS和十个BdTPP基因，并且所有基因被分为三类。 I 类和 II 类成员在基因结构、保守基序和蛋白质序列特性方面存在显着差异，这意味着不同的基因功能。基因重复分析表明，1对BdTPS基因对和4对BdTPP基因对是由重复事件形成的。 Ka/Ks（非同义/同义）值小于1，表明这些基因家族中存在纯化选择。顺式元件和基因互作网络预测表明，许多家庭成员可能参与应激反应。定量实时逆转录（qRT-PCR）结果进一步支持大多数BdTPS对至少一种应激或脱落酸（ABA）处理有反应，而超过一半的BdTPP在应激处理后下调，这意味着BdTPS在应激反应中比BdTPP发挥更重要的作用。这项工作为 B. distachyon TPS-TPP 基因家族的全基因组鉴定奠定了基础，并为进一步研究这些基因家族在非生物胁迫反应中的框架提供了框架。
Trehalose biosynthesis enzyme homologues in plants contain two families, trehalose-6-phosphate synthases (TPSs) and trehalose-6-phosphate phosphatases (TPPs). Both families participate in trehalose synthesis and a variety of stress-resistance processes. Here, nine BdTPS and ten BdTPP genes were identified based on the Brachypodium distachyon genome, and all genes were classified into three classes. The Class I and Class II members differed substantially in gene structures, conserved motifs, and protein sequence identities, implying varied gene functions. Gene duplication analysis showed that one BdTPS gene pair and four BdTPP gene pairs are formed by duplication events. The value of Ka/Ks (non-synonymous/synonymous) was less than 1, suggesting purifying selection in these gene families. The cis-elements and gene interaction network prediction showed that many family members may be involved in stress responses. The quantitative real-time reverse transcription (qRT-PCR) results further supported that most BdTPSs responded to at least one stress or abscisic acid (ABA) treatment, whereas over half of BdTPPs were downregulated after stress treatment, implying that BdTPSs play a more important role in stress responses than BdTPPs. This work provides a foundation for the genome-wide identification of the B. distachyon TPS–TPP gene families and a frame for further studies of these gene families in abiotic stress responses.
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期刊：
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影响因子：
--
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通讯作者：
Weidong Wang;Tong Gao;Jiangfei Chen;Jiankun Yang;Huiyu Huang;Youben Yu
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T. Kuromori;J. Mizoi;T. Umezawa;K. Yamaguchi-Shinozaki;K. Shinozaki