Génome

Rapports scientifiques volume 12, Numéro d'article : 10165 (2022) Citer cet article

1123 Accès

4 citations

Détails des métriques

La famille de gènes de la protéine à doigt de zinc C2H2 (C2H2-ZFP) joue un rôle important en réponse aux stress environnementaux et à plusieurs autres processus biologiques chez les plantes. Le ginseng est une plante médicinale précieuse cultivée en Asie et en Amérique du Nord. Cependant, on sait peu de choses sur la famille de gènes C2H2-ZFP et ses fonctions dans le ginseng. Ici, nous avons identifié 115 gènes C2H2-ZFP du ginseng, définis comme la famille des gènes PgZFP. Il a été regroupé en cinq groupes et présentait huit motifs conservés, chaque gène en contenant un à six. Les gènes familiaux sont classés en 17 sous-catégories d'ontologies génétiques et possèdent de nombreux éléments régulateurs sensibles à divers processus biologiques, suggérant leur différenciation fonctionnelle. Les 115 gènes PgZFP ont été épissés en 228 transcrits au stade de la formation des graines et leur expression variait considérablement selon les tissus, les stades de développement et les génotypes, mais ils forment un réseau de co-expression, suggérant leur corrélation fonctionnelle. En outre, quatre gènes, PgZFP31, PgZFP78-01, PgZFP38 et PgZFP39-01, ont été identifiés dans la famille de gènes activement impliqués dans la réponse des plantes au stress salin. Ces résultats fournissent de nouvelles connaissances sur l'origine, la différenciation, l'évolution et la fonction de la famille de gènes PgZFP ainsi que de nouvelles ressources génétiques pour la recherche et l'application du gène C2H2-ZFP dans le ginseng et d'autres espèces végétales.

Le ginseng, en tant qu’herbe médicinale précieuse, a été largement utilisé pour la santé humaine, les médicaments et les cosmétiques. Il a été démontré que ses principaux ingrédients bioactifs, les ginsénosides, préviennent, inhibent et traitent plusieurs types de cancers1,2,3. C’est pourquoi la recherche sur le génome du ginseng a été intensivement poursuivie ces dernières années. Xu et al.4 ont rapporté la première ébauche du génome du ginseng. Kim et al.5 ont publié l'ébauche du génome du ginseng pour un autre génotype, à partir duquel 59 352 gènes ont été identifiés. Récemment, Wang et al.6 ont signalé un assemblage du génome du ginseng de la taille d'un chromosome pour le troisième génotype, à partir duquel 65 913 gènes ont été identifiés. Wang et al.7 ont séquencé le transcriptome d'une plante de ginseng âgée de 4 ans exprimé dans 14 tissus, assemblé 248 992 unigènes de transcription épissés à partir de 130 557 modèles de gènes et quantifié leurs expressions dans les 14 tissus. Ces ressources génomiques et transcriptomiques ont fourni des outils utiles pour l’identification et la caractérisation à l’échelle du génome de gènes importants pour la recherche et la sélection du ginseng.

Il a été démontré que la famille de gènes de la protéine à doigt de zinc (ZFP) C2H2 joue un rôle important dans la réponse des plantes aux stress abiotiques et biotiques, dans la croissance et le développement des plantes et dans la transduction des signaux hormonaux. Par exemple, la surexpression d’un gène d’Arabidopsis C2H2-ZFP, ZAT18, a amélioré la tolérance à la sécheresse8. Le gène bsr-d1 du riz codant pour un facteur de transcription C2H2 a augmenté la résistance aux maladies et l'immunité contre la pyriculariose du riz9. Le gène SlZFP2 de la tomate a participé à la régulation de la biosynthèse de l'ABA au cours du développement du fruit, inhibant ainsi le développement du fruit grâce à l'inhibition transcriptionnelle du régulateur de floraison10. Il a été rapporté que la famille de gènes C2H2-ZFP participe activement à la réponse des plantes au stress salin, ce qui est important pour la production agricole11. L'expression d'un gène C2H2-ZFP de tomate, SlZF3, a amélioré la tolérance au sel des plantes12. L'expression de Zoysia japonica ZjZFN1 chez Arabidopsis a amélioré la germination des graines, l'adaptabilité des plantes au stress salin et le pourcentage de cotylédons verts dans des conditions de stress salin . Les gènes AZF et STZ chez Arabidopsis avaient des activités de répression transcriptionnelle, répondant ainsi au stress salin14. Il a été démontré que le gène OsZFP213 du riz interagit avec OsMAPK3, améliorant ainsi la tolérance au sel15. Chez le soja et Arabidopsis, GmZAT4 a joué un rôle important dans la tolérance au stress du PEG et du NaCl et dans la réponse à l'ABA16.