リンゴのNAC転写因子（MdNAC）32個のクローニング、配列決定、発現解析

Cloning, sequencing, and expression analysis of 32 NAC transcription factors (MdNAC) in apple.

• Huifeng Li
• Kun Ran
• Qinglong Dong
• Qiang Zhao
• Song Shi

抄録

背景:

NAC転写因子は、植物の成長、発育、生物学的および生物学的ストレス応答の調節に重要な役割を果たしている。様々な組織における s の転写レベルを決定し、様々な生物学的・生物学的ストレス処理の下で s の機能を研究するための強固な基盤を提供することができました。

Background: NAC transcription factors play important roles in the regulation of plant growth, development, abiotic and biotic stress responses. The transcriptional level of s in different tissues and under various biotic and abiotic stress treatments was determined to provide a solid foundation for studying the function of s.

方法:

相同比較およびRT-PCR確認により32のsの完全長cDNA配列を単離し、得られたcDNA配列と推論されたアミノ酸配列をバイオインフォマティクス手法で解析した。MdNACタンパク質の細胞内位置の予測は、CELLO v.2.5、PSORT、SoftBerry ProtComp 9.0を用いて行った。sの発現レベルは、アレイを用いて16の異なる組織で検出された。s の発現パターンは RNA-seq を用いてリンゴ病型（AAAP）感染に応答して検出され、s の発現は RT-qPCR を用いて NaCl およびマンニトール処理下で解析された。

Methods: Thirty-two full-length cDNA sequences of s were isolated by homologous comparison and RT-PCR confirmation, and the obtained cDNA sequences and the deduced amino acid sequences were analyzed with bioinformatics methods. The prediction of subcellular locations of MdNAC proteins was performed using CELLO v.2.5, PSORT, and SoftBerry ProtComp 9.0. Expression levels of s were detected in 16 different tissues using an array. Expression patterns of s were detected in response to apple pathotype (AAAP) infection using RNA-seq, and the expression of s was analyzed under NaCl and mannitol treatments using RT-qPCR.

結果:

その結果、32個のcDNAが得られた（それぞれ、GenBank accession No. MG099861-MG099876、MG099891-MG099902、MG099904-MG099907）。系統解析の結果、MdNAC34はATAF群に属し、MdNAC63はAtNAC3群に属し、MdNAC24、MdNAC26-30、MdNAC32-33、MdNAC35はAtNAC3群に属していた。MdNAC37-39、MdNAC56-57、MdNAC59-62、MdNAC64-65、MdNAC67-70はNAM群に、MdNAC25、MdNAC36、MdNAC54-55、MdNAC58はVND群に属していた。細胞内局在の予測から、MdNAC24-27、MdNAC29-30、MdNAC33-37、MdNAC39、MdNAC54-65、MdNAC67-70タンパク質は核内に、MdNAC28タンパク質は細胞質に、MdNAC31-32タンパク質は核と細胞質に、MdNAC38タンパク質は核と形質膜にそれぞれ存在していた。アレイの結果、32は検査した全ての組織で様々な発現レベルで発現していることが示された。塩処理下では、 , , , , , , , , , , および転写レベルが誘導された。マンニトール処理下では、転写レベルは誘導されたが、ダウンレギュレートされた。これらの結果をまとめると、クローン化された遺伝子は、検査したすべての組織で構成的に発現していることが示された。これらの遺伝子は、AAAP 感染、塩やマンニトールに対する反応で発現量が増加または減少しており、リンゴの成長、発育、ストレス応答の制御に関与している可能性が示唆された。

Results: The sequencing results produced 32 cDNAs (designated as , and with GenBank accession No. MG099861-MG099876, MG099891-MG099902, and MG099904-MG099907, respectively). Phylogenetic analysis revealed that MdNAC34 belonged to the ATAF group, MdNAC63 belonged to the AtNAC3 group, MdNAC24, MdNAC26-30, MdNAC32-33, MdNAC35, MdNAC37-39, MdNAC56-57, MdNAC59-62, MdNAC64-65, and MdNAC67-70 belonged to the NAM group, and MdNAC25, MdNAC36, MdNAC54-55, and MdNAC58 belonged to the VND group. Predictions of subcellular localization showed that MdNAC24-27, MdNAC29-30, MdNAC33-37, MdNAC39, MdNAC54-65, and MdNAC67-70 proteins were located in the nucleus, MdNAC28 proteins were located in the cytoplasm, MdNAC31-32 proteins were located in the nucleus and cytoplasm, and MdNAC38 proteins were located in the nucleus and plasma membrane. Array results indicated that 32 were expressed in all examined tissues at various expression levels. RNA-seq results showed that expression levels of , , , and were induced, but , and were down-regulated in response to AAAP infection. Under salt treatment, , , , , , , , and transcription levels were induced. Under mannitol treatment, and transcription levels were induced, but , , , , , , , , and were down-regulated. Taken together, the results indicated that the cloned genes were expressed constitutively in all examined tissues. These genes were up-regulated or down-regulated in response to AAAP infection and to salt or mannitol, which suggested they may be involved in the regulation of growth, development, and stress response in apple.

©2020 Li et al.