RESUMO
Transcription factors (TF) are a wide class of genes in plants, and these can regulate the expression of other genes in response to various environmental stresses (biotic and abiotic). In the current study, transcription factor activity in sugarcane was examined during cold stress. Initially, RNA transcript reads of two sugarcane cultivars (ROC22 and GT08-1108) under cold stress were downloaded from SRA NCBI database. The reads were aligned into a reference genome and the differential expression analyses were performed with the R/Bioconductor edgeR package. Based on our analyses in the ROC22 cultivar, 963 TF genes were significantly upregulated under cold stress among a total of 5649 upregulated genes, while 293 TF genes were downregulated among a total of 3,289 downregulated genes. In the GT08-1108 cultivar, 974 TF genes were identified among 5,649 upregulated genes and 283 TF genes were found among 3,289 downregulated genes. Most transcription factors were annotated with GO categories related to protein binding, transcription factor binding, DNA-sequence-specific binding, transcription factor complex, transcription factor activity in RNA polymerase II, the activity of nucleic acid binding transcription factor, transcription corepressor activity, sequence-specific regulatory region, the activity of transcription factor of RNA polymerase II, transcription factor cofactor activity, transcription factor activity from plastid promoter, transcription factor activity from RNA polymerase I promoter, polymerase II and RNA polymerase III. The findings of above results will help to identify differentially expressed transcription factors during cold stress. It also provides a comprehensive analysis of the regulation of the transcription activity of many genes. Therefore, this study provides the molecular basis for improving cold tolerance in sugarcane and other economically important grasses.
Fatores de transcrição (FT) são uma ampla classe de genes em plantas e podem regular a expressão de outros genes em resposta a vários estresses ambientais (estresses bióticos e abióticos). No presente estudo, a atividade do fator de transcrição na cana-de-açúcar foi examinada durante o estresse pelo frio. Inicialmente, as leituras de transcrição de RNA de duas cultivares de cana-de-açúcar (ROC22 e GT08-1108) sob estresse frio foram baixadas do banco de dados SRA NCBI. As leituras foram alinhadas em um genoma de referência e as análises de expressão diferencial foram realizadas com o pacote R / Bioconductor edgeR. Com base em nossas análises no cultivar ROC22, 963 genes TF foram significativamente regulados positivamente sob estresse pelo frio entre um total de 5.649 genes regulados positivamente, enquanto 293 genes TF foram regulados negativamente entre um total de 3.289 genes regulados negativamente. No cultivar GT08-1108, 974 genes TF foram identificados entre 5.649 genes regulados positivamente e 283 genes TF foram encontrados entre 3.289 genes regulados negativamente. Os fatores de transcrição, em sua maioria, foram anotados com categorias GO relacionadas à ligação de proteína, ligação de fator de transcrição, ligação específica de sequência de DNA, complexo de fator de transcrição, atividade de fator de transcrição em RNA polimerase II, atividade de fator de transcrição de ligação de ácido nucleico, atividade de corepressor de transcrição, sequência específica da região reguladora, atividade do fator de transcrição da RNA polimerase II, atividade do cofator do fator de transcrição, atividade do fator de transcrição do promotor do plastídio, atividade do fator de transcrição do promotor da RNA polimerase I, polimerase II e RNA polimerase III. As descobertas dos resultados acima ajudarão a identificar fatores de transcrição expressos diferencialmente durante o estresse pelo frio. Ele também fornece uma análise abrangente da regulação da atividade [...].
Assuntos
Fatores de Transcrição/biossíntese , Resposta ao Choque Frio/genética , Saccharum/genéticaRESUMO
Abstract Transcription factors (TF) are a wide class of genes in plants, and these can regulate the expression of other genes in response to various environmental stresses (biotic and abiotic). In the current study, transcription factor activity in sugarcane was examined during cold stress. Initially, RNA transcript reads of two sugarcane cultivars (ROC22 and GT08-1108) under cold stress were downloaded from SRA NCBI database. The reads were aligned into a reference genome and the differential expression analyses were performed with the R/Bioconductor edgeR package. Based on our analyses in the ROC22 cultivar, 963 TF genes were significantly upregulated under cold stress among a total of 5649 upregulated genes, while 293 TF genes were downregulated among a total of 3,289 downregulated genes. In the GT08-1108 cultivar, 974 TF genes were identified among 5,649 upregulated genes and 283 TF genes were found among 3,289 downregulated genes. Most transcription factors were annotated with GO categories related to protein binding, transcription factor binding, DNA-sequence-specific binding, transcription factor complex, transcription factor activity in RNA polymerase II, the activity of nucleic acid binding transcription factor, transcription corepressor activity, sequence-specific regulatory region, the activity of transcription factor of RNA polymerase II, transcription factor cofactor activity, transcription factor activity from plastid promoter, transcription factor activity from RNA polymerase I promoter, polymerase II and RNA polymerase III. The findings of above results will help to identify differentially expressed transcription factors during cold stress. It also provides a comprehensive analysis of the regulation of the transcription activity of many genes. Therefore, this study provides the molecular basis for improving cold tolerance in sugarcane and other economically important grasses.
Resumo Fatores de transcrição (FT) são uma ampla classe de genes em plantas e podem regular a expressão de outros genes em resposta a vários estresses ambientais (estresses bióticos e abióticos). No presente estudo, a atividade do fator de transcrição na cana-de-açúcar foi examinada durante o estresse pelo frio. Inicialmente, as leituras de transcrição de RNA de duas cultivares de cana-de-açúcar (ROC22 e GT08-1108) sob estresse frio foram baixadas do banco de dados SRA NCBI. As leituras foram alinhadas em um genoma de referência e as análises de expressão diferencial foram realizadas com o pacote R / Bioconductor edgeR. Com base em nossas análises no cultivar ROC22, 963 genes TF foram significativamente regulados positivamente sob estresse pelo frio entre um total de 5.649 genes regulados positivamente, enquanto 293 genes TF foram regulados negativamente entre um total de 3.289 genes regulados negativamente. No cultivar GT08-1108, 974 genes TF foram identificados entre 5.649 genes regulados positivamente e 283 genes TF foram encontrados entre 3.289 genes regulados negativamente. Os fatores de transcrição, em sua maioria, foram anotados com categorias GO relacionadas à ligação de proteína, ligação de fator de transcrição, ligação específica de sequência de DNA, complexo de fator de transcrição, atividade de fator de transcrição em RNA polimerase II, atividade de fator de transcrição de ligação de ácido nucleico, atividade de corepressor de transcrição, sequência específica da região reguladora, atividade do fator de transcrição da RNA polimerase II, atividade do cofator do fator de transcrição, atividade do fator de transcrição do promotor do plastídio, atividade do fator de transcrição do promotor da RNA polimerase I, polimerase II e RNA polimerase III. As descobertas dos resultados acima ajudarão a identificar fatores de transcrição expressos diferencialmente durante o estresse pelo frio. Ele também fornece uma análise abrangente da regulação da atividade de transcrição de muitos genes. Portanto, este estudo fornece base molecular para melhorar a tolerância ao frio em cana-de-açúcar e outras gramíneas economicamente importantes.
Assuntos
Saccharum/genética , Saccharum/metabolismo , Resposta ao Choque Frio/genética , Estresse Fisiológico/genética , Fatores de Transcrição/genética , Fatores de Transcrição/metabolismo , Temperatura Baixa , Regulação da Expressão Gênica de Plantas , Perfilação da Expressão GênicaRESUMO
BACKGROUND: Changed temperature not only threaten agricultural production, but they also affect individual biological behavior, population and community of many insects, and consequently reduce the stability of our ecosystem. Insect's ability to respond to temperature stress evolved through a complex adaptive process, thus resulting in varied temperature tolerance among different insects. Both high and low extreme temperatures are detrimental to insect development since they constitute an important abiotic stress capable of inducing abnormal biological responses. Many studies on heat or cold tolerance of ladybirds have focused on measurements of physiological and biochemical indexes such as supercooling point, higher/lower lethal temperatures, survival rate, dry body weight, water content, and developmental duration. And studies of the molecular mechanisms of ladybird responses to heat or cold stress have focused on single genes, such as those encoding heat shock proteins, but has not been analyzed by transcriptome profiling. RESULTS: In this study, we report the use of Digital Gene Expression (DGE) tag profiling to gain insight into transcriptional events associated with heat- and cold-stress in C. montrouzieri. About 6 million tags (49 bp in length) were sequenced in a heat stress group, a cold stress group and a negative control group. We obtained 687 and 573 genes that showed significantly altered expression levels following heat and cold shock treatments, respectively. Analysis of the global gene expression pattern suggested that 42 enzyme-encoding genes mapped to many Gene Ontology terms are associated with insect's response to heat- and cold-stress. CONCLUSIONS: These results provide a global assessment of genes and molecular mechanisms involved in heat and cold tolerance.