Геномный анализ экспрессии генов сорго продвигает усилия по улучшению биомассы стебля

Sorghum bicolor — глубоко укореняющаяся, жаро- и засухоустойчивая культура, которая хорошо растёт на маргинальных землях и всё больше ценится для производства биотоплива, биоэнергии и биополимеров.

Недавние достижения в генетических, геномных и транскриптомных ресурсах улучшили понимание биологии сорго. Однако комплексные геномные анализы функциональной динамики в различных типах органов и на стадиях развития остаются ограниченными. В частности, ещё не были идентифицированы гены-кандидаты со стебле-предпочтительными паттернами экспрессии или связанные с ними cis-регуляторные элементы, которые могут программировать ключевые функции, связанные со стеблем.

Чтобы восполнить эти пробелы, совместная команда из нескольких исследовательских центров повторно проанализировала опубликованный набор данных RNA-seq для выявления генов с орган-предпочтительной экспрессией и определения репрезентативных функций органов на основных стадиях развития. Исследование опубликовано в журнале BMC Plant Biology.

Анализ показал, что стебель сорго демонстрирует различные временные функциональные сигнатуры, которые коррелируют с динамикой развития стебле-специфичных генов и связанных с ними регуляторных элементов.

Исследователи также идентифицировали набор генов с повсеместной стебле-специфичной экспрессией у различных генотипов сорго, что указывает на их универсальную важность и широкий потенциал для применения в генной инженерии. Среди них SbTALE03 и SbTALE04 выделились как стержневые транскрипционные факторы (TF). Анализ сети регуляции генов дополнительно показал, что эти TFs участвуют в стадие-специфических транскрипционных программах, которые поддерживают и регулируют развитие стебля.

В целом, это исследование представляет геномный анализ органо-специфичной экспрессии генов, функций и регуляторных сетей в сорго, с акцентом на гены, предпочтительно экспрессируемые в стеблях, и их промоторные мотивы. Эти результаты предлагают ценных кандидатов для дальнейшей функциональной характеристики и генетической инженерии, направленной на улучшение биомассы и состава стебля сорго.