Análisis de Redes de Coexpresión y Identificación de Genes Introgresivos para la Longitud y Fuerza de la Fibra Revelan Diferencias Transcripcionales en 15 Líneas de Segmentos de Sustitución de Cromosomas de Algodón y Sus Padres Upland y Sea Island
Autores: Li, Pengtao; Chen, Yu; Yang, Rui; Sun, Zhihao; Ge, Qun; Xiao, Xianghui; Yang, Shuhan; Li, Yanfang; Liu, Qiankun; Zhang, Aiming; Xing, Baoguang; Wu, Bei; Du, Xue; Liu, Xiaoyan; Tang, Baomeng; Gong, Juwu; Lu, Quanwei; Shi, Yuzhen; Yuan, Youlu; Peng, Renhai; Shang, Haihong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Análisis de Redes de Coexpresión y Identificación de Genes Introgresivos para la Longitud y Fuerza de la Fibra Revelan Diferencias Transcripcionales en 15 Líneas de Segmentos de Sustitución de Cromosomas de Algodón y Sus Padres Upland y Sea Island
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Longitud de fibra
Resistencia
Mapeo de QTL
RNA-seq
DEGs
WGCNA
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 11
Citaciones: Sin citaciones
La longitud de fibra (FL) y la resistencia (FS) son los indicadores clave para evaluar la calidad de la fibra de algodón. Las etapas correspondientes de elongación de la fibra y engrosamiento de la pared secundaria son de gran importancia para determinar la formación de FL y FS, respectivamente. Se han aplicado mapeo de QTL y tecnología de secuenciación de alto rendimiento para desentrañar el mecanismo molecular del desarrollo de la fibra. En este estudio, se eligieron 15 líneas de sustitución de segmentos cromosómicos de algodón (CSSLs) con diferencias significativas en FL y FS, junto con su línea parental recurrente CCRI45 y la línea parental donante Hai1, para realizar RNA-seq en muestras de fibra en desarrollo a 10 días después de la antésis (DPA) y 20 DPA. Se obtuvieron genes diferencialmente expresados (DEGs) a través de comparaciones pareadas entre las 24 muestras (cada una con tres repeticiones biológicas). Se identificaron un total de 969 DEGs relacionados con FL-alto, 1285 DEGs con FS-alto y 997 DEGs con FQ-alto. Los análisis de enriquecimiento funcional indicaron que los términos GO de estructura de pared celular y ROS, metabolismo de carbohidratos y fenilpropanoides estaban significativamente enriquecidos, mientras que los términos GO de biosíntesis de glucosa y polisacáridos, y metabolismo de brasinosteroides y glicoesfingolípidos podrían contribuir en gran medida a la formación de FL y FS, respectivamente. Se realizaron análisis de red de coexpresión de genes ponderados (WGCNA) para analizar por separado los rasgos de FL y FS, y se seleccionaron sus correspondientes DEGs centrales en módulos de expresión significativamente correlacionados, como , , y en la elongación de la fibra y WRKY, TDT y RAC-like 2 durante el engrosamiento de la pared secundaria. Un análisis integrado de estos DEGs centrales con los resultados de identificación de QTL anteriores identificó con éxito un total de 33 DEGs introgresivos candidatos con mutaciones no sinónimas entre las especies y . Se informó que un DEG común que codifica la quinasa de proteínas similar a receptores 1 probablemente participa en la regulación del engrosamiento celular secundario de la fibra mediante la señalización de brasinosteroides. Tal información valiosa fue propicia para iluminar el mecanismo de desarrollo de la fibra de algodón y también proporcionó un abundante banco de genes para futuros mejoramientos moleculares.
Descripción
La longitud de fibra (FL) y la resistencia (FS) son los indicadores clave para evaluar la calidad de la fibra de algodón. Las etapas correspondientes de elongación de la fibra y engrosamiento de la pared secundaria son de gran importancia para determinar la formación de FL y FS, respectivamente. Se han aplicado mapeo de QTL y tecnología de secuenciación de alto rendimiento para desentrañar el mecanismo molecular del desarrollo de la fibra. En este estudio, se eligieron 15 líneas de sustitución de segmentos cromosómicos de algodón (CSSLs) con diferencias significativas en FL y FS, junto con su línea parental recurrente CCRI45 y la línea parental donante Hai1, para realizar RNA-seq en muestras de fibra en desarrollo a 10 días después de la antésis (DPA) y 20 DPA. Se obtuvieron genes diferencialmente expresados (DEGs) a través de comparaciones pareadas entre las 24 muestras (cada una con tres repeticiones biológicas). Se identificaron un total de 969 DEGs relacionados con FL-alto, 1285 DEGs con FS-alto y 997 DEGs con FQ-alto. Los análisis de enriquecimiento funcional indicaron que los términos GO de estructura de pared celular y ROS, metabolismo de carbohidratos y fenilpropanoides estaban significativamente enriquecidos, mientras que los términos GO de biosíntesis de glucosa y polisacáridos, y metabolismo de brasinosteroides y glicoesfingolípidos podrían contribuir en gran medida a la formación de FL y FS, respectivamente. Se realizaron análisis de red de coexpresión de genes ponderados (WGCNA) para analizar por separado los rasgos de FL y FS, y se seleccionaron sus correspondientes DEGs centrales en módulos de expresión significativamente correlacionados, como , , y en la elongación de la fibra y WRKY, TDT y RAC-like 2 durante el engrosamiento de la pared secundaria. Un análisis integrado de estos DEGs centrales con los resultados de identificación de QTL anteriores identificó con éxito un total de 33 DEGs introgresivos candidatos con mutaciones no sinónimas entre las especies y . Se informó que un DEG común que codifica la quinasa de proteínas similar a receptores 1 probablemente participa en la regulación del engrosamiento celular secundario de la fibra mediante la señalización de brasinosteroides. Tal información valiosa fue propicia para iluminar el mecanismo de desarrollo de la fibra de algodón y también proporcionó un abundante banco de genes para futuros mejoramientos moleculares.