ソルガムにおけるR2R3 MYB転写因子の系統図解析とコンディショニングバイオ燃料症候群における役割

Phylogenomic Analysis of R2R3 MYB Transcription Factors in Sorghum and their Role in Conditioning Biofuel Syndrome.

• Vinay Singh
• Neeraj Kumar
• Anuj K Dwivedi
• Rita Sharma
• Manoj K Sharma

抄録

背景:

食糧、飼料、バイオ燃料用のソルガムきびの大規模栽培には、最適化された農学的形質を備えた多目的栽培品種を工学的に開発するための協調的な努力が必要である。フェニルプロパノイド由来化合物の生合成、バイオマス組成、生物学的・生物学的ストレス応答の調節に極めて重要な役割を果たすR2R3-MYBファミリーの転写因子は、ソルガムきびの環境耐性と経済的価値を向上させる理想的なターゲットである。

Background: Large scale cultivation of sorghum for food, feed, and biofuel requires concerted efforts for engineering multipurpose cultivars with optimised agronomic traits. Due to their vital role in regulating the biosynthesis of phenylpropanoid-derived compounds, biomass composition, biotic, and abiotic stress response, R2R3-MYB family transcription factors are ideal targets for improving environmental resilience and economic value of sorghum.

方法:

様々な計算生物学的ツールを用いてソルガムきびゲノムを調査し、R2R3-MYB転写因子を同定し、構造および系統図解析を行った。また、様々なソルガムきび組織型におけるR2R3の発現パターンを解析するために、社内で作成された発現データと公開されているハイスループット発現データを用いた。

Methods: We used diverse computational biology tools to survey the sorghum genome to identify R2R3-MYB transcription factors followed by their structural and phylogenomic analysis. We used in-house generated as well as publicly available high throughput expression data to analyse the R2R3 expression patterns in various sorghum tissue types.

結果:

我々は、ソルガムきびから134個のR2R3-MYB遺伝子を同定し、遺伝子の機能を予測するフレームワークを開発した。物理的位置、重複、構造解析、直交配列、系統、発現パターンなどの情報を統合し、重複がR2R3-MYBファミリーのクラッド単位での拡大や、クラッド内での機能多様化に果たす役割を明らかにした。公開されているRNA配列データと社内で作成されたRNA配列データを用いて、ソルガムきびのフェニルプロパノイド生合成と糖シグナル伝達経路を操作することで、条件付けバイオ燃料症候群のMYB候補を提供することができた。

Results: We have identified a total of 134 R2R3-MYB genes from sorghum and developed a framework to predict gene functions. Collating information from the physical location, duplication, structural analysis, orthologous sequences, phylogeny, and expression patterns revealed the role of duplications in clade-wise expansion of the R2R3-MYB family as well as intra-clade functional diversification. Using publicly available and in-house generated RNA sequencing data, we provide MYB candidates for conditioning biofuel syndrome by engineering phenylpropanoid biosynthesis and sugar signalling pathways in sorghum.

結論:

ここで発表された結果は、機能検証のためのMYB遺伝子の優先順位付けを行い、ソルガムきびの農学的形質の最適化を図る上で極めて重要である。

Conclusion: The results presented here are pivotal to prioritize MYB genes for functional validation and optimize agronomic traits in sorghum.

© 2020 Bentham Science Publishers.