Homo - ve Heterografts arasında karpuz ve kabak şişe soğuk duyarlı mikroRNA'lar çalışma için oluşturma
Summary
Burada verimli bir şekilde homo – heterografts karpuz ve kabak şişe, yanı sıra soğuk duyarlı mikroRNA’lar incelenmesi için doku örnekleme, veri oluşturma ve veri analizi yöntemleri arasında hazırlamak için ayrıntılı bir iletişim kuralı mevcut.
Abstract
MikroRNA (miRNAs) küçük RNA’ların yaklaşık 20-24 kodlamayan endojen nt, bitki geliştirme ve uyum önemli rollerde oynamak için bilinir. Bazı miRNAs ifadelerin aşılama zaman değişmiş gösterilen bir biriktirme kanıt biyotik ve abiyotik stres kırpma hoşgörü geliştirmek için çiftçiler tarafından yaygın olarak kullanılan bir tarım uygulamaları. Kabak şişe karpuz da dahil olmak üzere, için ikinci en çok kullanılan anaç birini işleme birçok diğer büyük cucurbits, göre doğal iklim esnek bir üründür. Yüksek işlem hacmi sıralama teknolojileri son gelişme soğuk duyarlı miRNAs ve onların katkıları heterograft avantajları için araştırmak için büyük fırsatlar sağlamıştır; henüz, yeterli deneysel prosedürler bu amaç için bir önkoşuldur. Burada, verimli bir şekilde homo – ve soğuk duyarlı karpuz ve soğuk dayanıklı kabak şişe, yanı sıra doku örnekleme, veri oluşturma ve veri analizi yöntemleri arasında heterografts oluşturmak için ayrıntılı bir iletişim kuralı mevcut. Sunulan yöntemleri Ayrıca miRNA düzenlemeler altında ısı, kuraklık ve tuzluluk gibi çeşitli çevresel streslere sorgulaması için diğer bitki-aşılama sistemleri yararlıdır.
Introduction
Aşılama uzun bir tarımsal Teknik olarak bitkisel üretim ve biyotik ve abiyotik stres1,2,3dayanıklılık geliştirmek için istihdam edilmiştir. Heterografting sistemleri, elit anaç bitkiler su ve besin alımını artırmak, toprak patojenleri direnç güçlendirmek ve Greftler an arttırmak görüşmek metal toksisitesi4,5, olumsuz etkilerini sınırlamak büyüme canlılık ve çevresel stresleri artan tolerans. Birçok durumda, heterografting aynı zamanda bahçecilik bitkiler, geliştirilmiş meyve lezzet ve sağlık ile ilgili bileşikler6,7‘ nin artan içerik için önde gelen meyve özellikleri etkileyebilir. Bu etki, RNA’ların, peptidler ve proteinler uzun mesafe transferi anaç ve scion arasında büyüme ve Kalkınma “Soy” bitkiler8,9 yeniden programlama oransal temel bir mekanizma olduğunu bulundu ,10. Aşılama yaygın uzun mesafeli sinyal ve ulaşım ile ilgili çevresel adaptasyon11çalışmalarda kullanılmıştır. Aşılama deneyler özellikle doku veya vasküler sap ve harekete geçirmek veya bastırma sinyal iletim12nedeniyle moleküler hedeflerin almayı iletilen molekülleri kesin tespiti için güçlüdür.
Sigara kodlama RNA’lar, önemli düzenleyici fonksiyonları olan hücrelerde sarfetmek RNA’ın büyük bir sınıf abiyotik stres13bitki adaptasyon kolaylaştırıcı bir rol oynamaya bildirilmiştir. miRNAs küçük RNA’ların yaklaşık 20-24 kodlamayan endojen nt. çalışmalar miRNAs bitki faaliyetlerin çeşitli yönlerini düzenleyici rolünü ortaya, bu büyüme, ateş gibi kök oluşumu14,15,16, lateral besin alımı, sülfat metabolizma ve homeostasis17ve yanıt biyotik ve abiyotik18stres. Son zamanlarda, miRNAs ve onların hedef genlerin ifade ile ilgili stres toleransı heterografted salatalık fidan19tuz. Üzüm intervariety Greftler içinde miRNA ifade kuraklık strese yanıt genotip bağımlı20bulundu.
Hızlı bir gelişim ve yüksek işlem hacmi sıralama teknolojinin maliyeti azalan çifçiliği bitkiler yönetmeliğinde miRNA incelenmesi için büyük bir fırsat sağladı. Karpuz (Citrullus lanatus [lanatus.] Mansf.), dünya çapında yetiştirilen bir önemli cucurbit kırpma düşük sıcaklıklara maruz kalabilir. Şişe kabak (kabak siceraria [Molina] Standl.) ile karpuz greft için çiftçiler tarafından yaygın olarak kullanılan bir daha iklim esnek cucurbit var. Çalışmada birincil amacı bir standart, verimli ve heterografts karpuz (Citrullus lanatus [lanatus.] arasında yapmak için uygun yöntem oluşturmaktır Mansf.) ve şişe kabak (kabak siceraria [Molina] Standl). Bu protokolü de detaylı bir deneysel düzeni ve analitik işlemleri aşılama, takip miRNA ifadeleri Yönetmeliği eğitim için heterografting avantajları yatan mekanizmaları ifşa için yararlı olduğu sağlar.
Bu çalışmada kullanılan bitki malzemeleri karpuz çeşidinde ve kabak şişe landrace içerir. Karpuz çeşidinde düşük sıcaklığa duyarlı ama yüksek verim ile ticari bir güçlendirilmiş olduğunu. Kabak şişe landrace karpuz, salatalık ve onun mükemmel toleransı düşük sıcaklıklar21nedeniyle kabak şişe aşılama için popüler bir anaç var.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bu protokol için homo – ve heterografts arasında karpuz ve kabak şişe yapmak için son derece verimli ve tekrarlanabilir bir yöntem ayrıntılı olarak açıklanmıştır. Belirli hiçbir ekipman gerektiren bu yöntem, çok kolay ve genellikle aşılama, çok yüksek sağkalım oranı vardır. Yöntem karpuz, salatalık ve kabak arasında Greftler diğer cucurbits için yapmak için kullanılabilir.
Bu göreli boyutunu (Yaş) anaç ve “Soy” başarılı greft (adım 2.2 Protokolü<…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu eser Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı Çin (31772191), araştırma projesi (2017 C 32027) Zhejiang eyaletinde kamu yararı için anahtar bilim proje bitki ıslahı Zhejiang (2016 C 02051) için ve Ulusal Program tarafından desteklenmiştir Birinci sınıf genç profesyonellere (P.X.) desteği.
Materials
| TRIzol Reagent | Invitrogen | 15596026 | |
| RNA-free DNase I | Takara | D2270A | |
| Truseq Small RNA sample prep Kit | Illumina | RS-200-0012 | |
| 2100 Bionalyser | Agilent | 5067 | |
| DNA Polymerase | Thermo Fisher Scientific | F530S | |
| UEA sRNA workbench 2.4-plant version (software) | NA | NA | http://srna-workbench.cmp.uea.ac.uk/ |
| Rfam 11.0 database (website) | NA | NA | http://rfam.janelia.org |
| miRBase 22.0 (website) | NA | NA | http://www.mirbase.org/ |
| MIREAP(software) | NA | NA | https://sourceforge.net/projects/mireap/ |
| TargetFinder (software) | NA | NA | http://targetfinder.org/ |
References
- Schwarz, D., Rouphael, Y., Colla, G., Venema, J. H. Grafting as a tool to improve tolerance of vegetables to abiotic stresses: Thermal stress, water stress and organic pollutants. Scientia Horticulturae. 127, 162-171 (2010).
- Li, Y., et al. Mechanisms of tolerance differences in cucumber seedlings grafted on rootstocks with different tolerance to low temperature and weak light stresses. Turkish Journal of Botany. 39 (4), 606-614 (2015).
- Li, C. H., Li, Y. S., Bai, L. Q., He, C. X., Yu, X. C. Dynamic Expression of miRNAs and Their Targets in the Response to Drought Stress of Grafted Cucumber Seedlings. Horticultural Plant Journal. 2 (1), 41-49 (2016).
- Rouphael, Y., Cardarelli, M., Colla, G., Rea, E. Yield, mineral composition, water relations, and water use efficiency of grafted mini-watermelon plants under deficit irrigation. HortScience. 43 (3), 730-736 (2008).
- Savvas, D., et al. Interactive effects of grafting and manganese supply on growth, yield, and nutrient uptake by tomato. HortScience. 44 (7), 1978-1982 (2009).
- Aloni, B., Cohen, R., Karni, L., Aktas, H., Edelstein, M. Hormonal signaling in rootstock-scion interactions. Scientia Horticulturae. 127, 119-126 (2010).
- Rouphael, Y., Caradrelli, M., Rea, E., Colla, G. Improving melon and cucumber photosynthetic activity, mineral composition, and growth performance under salinity stress by grafting onto Cucurbita hybrid rootstocks. Photosynthetica. 50 (2), 180-188 (2012).
- Louws, F. J., Rivard, C. L., Kubota, C. Grafting fruiting vegetables to manage soilborne pathogens, foliar pathogens, arthropods and weeds. Scientia Horticulturae. 127 (2), 127-146 (2010).
- Asins, M. J., et al. Genetic analysis of rootstock-mediated nitrogen (N) uptake and root-to-shoot signalling at contrasting N availabilities in tomato. Plant Science. 263, 94-106 (2017).
- Yin, L. K., et al. Role of protective enzymes in tomato rootstocks to resist root knot nematodes. Acta Horticulturae. 1086 (1086), 213-218 (2015).
- Gaion, L. A., Carvalho, R. F. Long-Distance Signaling: what grafting has revealed?. Journal of Plant Growth Regulation. 37 (2), 694-704 (2018).
- Turnbull, C. G., Hennig, L., Köhler, C. Grafting as a research tool. Plant Developmental Biology. , 11-26 (2010).
- Li, C., et al. Grafting-responsive miRNAs in cucumber and pumpkin seedlings identified by high-throughput sequencing at whole genome level. Physiologia Plantarum. 151 (4), 406-422 (2014).
- Lakhotia, N., et al. Identification and characterization of miRNAome in root, stem, leaf and tuber developmental stages of potato (Solanum tuberosum L.) by high-throughput sequencing. BMC Plant Biology. 14 (1), 6 (2014).
- Jones-Rhoades, M. W., Bartel, D. P., Bartel, B. MicroRNAs and their regulatory roles in plants. Annual Review of Plant Biology. 57, 19-53 (2006).
- Puzey, J. R., Kramer, E. M. Identification of conserved Aquilegia coerulea microRNAs and their targets. Genetic. 448 (1), 46-56 (2009).
- Matthewman, C. A., et al. miR395 is a general component of the sulfate assimilation regulatory network in Arabidopsis. FEBS Letters. 586 (19), 3242-3248 (2012).
- Ali, E. M., et al. Transmission of RNA silencing signal through grafting confers virus resistance from transgenically silenced tobacco rootstocks to non-transgenic tomato and tobacco scions. Journal of Plant Biochemistry and Biotechnology. 25 (3), 245-252 (2016).
- Li, Y. S., Li, C. H., Bai, L. Q., He, C. X., Yu, X. C. MicroRNA and target gene responses to salt stress in grafted cucumber seedlings. Acta Physiologiae Plantarum. 38 (2), 1-12 (2016).
- Pagliarani, C., et al. The accumulation of miRNAs differentially modulated by drought stress is affected by grafting in grapevine. Plant Physiology. 173 (4), 2180-2195 (2017).
- Liu, N., Yang, J. H., Guo, S. G., Xu, Y., Zhang, M. F. Genome-wide identification and comparative analysis of conserved and novel microRNAs in grafted watermelon by high-throughput sequencing. PLoS One. 8 (2), e57359 (2013).
- Song, G. Development of 2JC-350 automatic grafting machine with cut grafting method for vegetable seedling. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering. 22 (12), 103-106 (2006).
- Kumar, D., et al. Uncovering leaf rust responsive miRNAs in wheat (triticum aestivum l.) using high-throughput sequencing and prediction of their targets through degradome analysis. Planta. 245 (1), 1-22 (2016).
- Kohli, D., et al. Identification and characterization of wilt and salt stress-responsive microRNAs in chickpea through high-throughput sequencing. PLoS One. 9 (10), e108851 (2014).
- Salzberg, S. L. Computational challenges in next-generation genomics. International Conference on Scientific and Statistical Database Management. ACM. 2, (2013).
- Guo, S. G., et al. The draft genome of watermelon (Citrullus lanatus) and resequencing of 20 diverse accessions. Nature Genetics. 45, 51-58 (2013).
- Wang, Y., et al. Gourdbase: a genome-centered multi-omics database for the bottle gourd (lagenaria siceraria), an economically important cucurbit crop. Scientific Reports. 8 (1), 306 (2018).
- Wang, X. F., Liu, X. S. Systematic Curation of miRBase Annotation Using Integrated Small RNA High-Throughput Sequencing Data for C. elegans and Drosophila. Frontiers in Genetics. 2, 25 (2011).
- Bo, X. C., Wang, S. Q. TargetFinder: a software for antisense oligonucleotide target site selection based on MAST and secondary structures of target mRNA. Bioinformatics. 21 (8), 1401-1402 (2005).
- . GOATOOLS: Tools for Gene Ontology Available from: https://doi.org/10.5281/zenodo.31628 (2015)
- Wang, L. P., Li, G. J., Wu, X. H., Xu, P. Comparative proteomic analyses provide novel insights into the effects of grafting wound and hetero-grafting per se on bottle gourd. Scientia Horticulturae. 200 (8), 1-6 (2016).
