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Análisis comparativo a nivel genómico de la familia de genes en seis especies y la identificación de miembros relacionados con antocianinas en batatas

Autores: Li, Maoxing; Zhou, Yuanping; Li, Kaifeng; Guo, Huachun

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Análisis comparativo a nivel genómico de la familia de genes en seis especies y la identificación de miembros relacionados con antocianinas en batatas


Categoría

Ciencias Agrícolas y Biológicas

Subcategoría

Botánica

Palabras clave

Batatas
Familia de genes
Antocianinas
Análisis filogenético
Reorganización cromosómica
Duplicación de genes

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 12

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Las batatas son uno de los cultivos de raíces tuberosas importantes cultivados en todo el mundo, y sus raíces de almacenamiento son ricas en antioxidantes, como los antocianos. Es una gran familia de genes involucrada en varios procesos biológicos, incluida la biosíntesis de antocianos. Sin embargo, hasta la fecha se han publicado pocos informes sobre la familia de genes de las batatas. En el presente estudio, se identificaron un total de 695 genes típicos en seis especies, incluyendo 131 genes en batatas. Un análisis filogenético de máxima verosimilitud dividió estos genes en 36 clados, refiriéndose a la clasificación de 126 proteínas R2R3-MYB de Arabidopsis. El clado C25(S12) no tiene miembros en seis especies, mientras que cuatro clados (es decir, clado C21, C26, C30 y C36), que incluyen 102 miembros, no tenían miembros en Arabidopsis, y fueron identificados como clados específicos. Los genes identificados estaban distribuidos de manera desigual en todos los cromosomas de los genomas de seis especies, y el análisis de colinealidad entre hexaploides y otras cinco especies diploides sugirió que el genoma de la batata podría haber sufrido una mayor reorganización cromosómica durante el proceso de evolución. Análisis adicionales de eventos de duplicación de genes mostraron que la duplicación del genoma completo, la duplicación transpuesta y los eventos de duplicación dispersa fueron las principales fuerzas que impulsaron la expansión de la familia de genes de las plantas, y estos genes duplicados experimentaron una fuerte selección purificadora debido a su relación Ka/Ks, que es menor que 1. Además, la longitud de la secuencia genómica de 131 varió de 923 pb a ~12.9 kb con una media de ~2.6 kb, y la mayoría de ellos tenían más de tres exones. Los motivos 1, 2, 3 y 4 formaron dominios R2 y R3 típicos y fueron identificados en todas las proteínas IbR2R3-MYB. Finalmente, basándose en múltiples conjuntos de datos de RNA-seq, se identificaron dos genes que estaban relativamente altamente expresados en hojas pigmentadas y en la pulpa y piel de la raíz tuberosa, respectivamente; por lo tanto, se identificaron como reguladores de la acumulación de antocianos específicos de tejido en la batata. Este estudio proporciona una base para la evolución y función de la familia de genes en las batatas y cinco otras especies.

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