真核生物におけるbZIP転写因子のゲノムワイドな同定と発現解析

Genome-Wide Identification and Expression Analysis of the bZIP Transcription Factors in the Mycoparasite .

• Yuping Xu
• Yongchun Wang
• Huizhang Zhao
• Mingde Wu
• Jing Zhang
• Weidong Chen
• Guoqing Li
• Long Yang

抄録

基本ロイシンジッパー(bZIP)タンパク質ファミリーは、真核生物に広く分布する最大かつ最も多様な転写因子の一つである。しかし、植物病原体の重要な生物防除剤であるマイコパラサイトの遺伝子ファミリーに関する情報は得られていない。本研究では、ゲノムから 34 個の遺伝子を同定し、その系統的な関係から 8 つのグループに分類した。イントロン解析の結果、28 遺伝子は可変数のイントロンを有しており、そのうち 15 遺伝子は bZIP ドメインにイントロンが挿入されているという特徴を共有していた。bZIPドメインのイントロン位置は高度に保存されており、アルギニン(R)を認識することに関連しており、ゲノムインプリンティングとして扱うことができた。これらの遺伝子を用いて、生物学的ストレス応答の発現解析を行ったところ、生物学的ストレス応答において異なる役割を果たしている可能性が示唆された。その結果、22個の遺伝子がコニディアル発生後期にアップレギュレーションされることが明らかになった。さらに、トランスクリプトーム解析により、菌体寄生の異なる段階で遺伝子が関与していることが示された。4つのs（07, -09, -13, -16）の欠失変異体のうち、Δ変異体のみが酸化ストレスに対する耐性を有意に低下させた。他の変異体はコロニーの形態、菌糸の成長、共子化および菌体寄生に有意な影響を与えなかった。以上のことから、本研究の結果は、環境ストレス応答、共生菌の発育、菌体寄生において、遺伝子が重要な役割を果たしていることを示唆するものであった。これらの結果は、遺伝子ファミリーの包括的な情報を提供し、遺伝子ファミリーの生物学的機能や進化の歴史に関する研究の基礎を築くものである。

The basic leucine zipper (bZIP) proteins family is one of the largest and most diverse transcription factors, widely distributed in eukaryotes. However, no information is available regarding the gene family in , an important biocontrol agent of the plant pathogen . In this study, we identified 34 genes from the genome, which were classified into 8 groups based on their phylogenetic relationships. Intron analysis showed that 28 genes harbored a variable number of introns, and 15 of them shared a feature that intron inserted into the bZIP domain. The intron position in bZIP domain was highly conserved, which was related to recognize the arginine (R) and could be treated as a genomic imprinting. Expression analysis of the genes in response to abiotic stresses indicated that they might play distinct roles in abiotic stress responses. Results showed that 22 genes were upregulated during the later stage of conidial development. Furthermore, transcriptome analysis indicated that genes are involved in different stages of mycoparasitism. Among deletion mutants of four s (07, -09, -13, and -16), only Δ mutants significantly reduced its tolerance to the oxidative stress. The other mutants exhibited no significant effects on colony morphology, mycelial growth, conidiation, and mycoparasitism. Taken together, our results suggested that genes play important roles in the abiotic stress responses, conidial development, and mycoparasitism. These results provide comprehensive information of the gene family and lay the foundation for further research on the gene family regarding their biological functions and evolutionary history.