Identification of conserved drought-adaptive genes using a cross-species meta-analysis approach
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Drought is the major environmental stress threatening crop-plant productivity worldwide. Identification of new genes and metabolic pathways involved in plant adaptation to progressive drought stress at the reproductive stage is of great interest for agricultural research. RESULTS: We developed a novel Cross-Species meta-Analysis of progressive Drought stress at the reproductive stage (CSA:Drought) to identify key drought adaptive genes and mechanisms and to test their evolutionary conservation. Empirically defined filtering criteria were used to facilitate a robust integration of 17 deposited microarray experiments (148 arrays) of Arabidopsis, rice, wheat and barley. By prioritizing consistency over intensity, our approach was able to identify 225 differentially expressed genes shared across studies and taxa. Gene ontology enrichment and pathway analyses classified the shared genes into functional categories involved predominantly in metabolic processes (e.g. amino acid and carbohydrate metabolism), regulatory function (e.g. protein degradation and transcription) and response to stimulus. We further investigated drought related cis-acting elements in the shared gene promoters, and the evolutionary conservation of shared genes. The universal nature of the identified drought-adaptive genes was further validated in a fifth species, Brachypodium distachyon that was not included in the meta-analysis. qPCR analysis of 27, randomly selected, shared orthologs showed similar expression pattern as was found by the CSA:Drought.In accordance, morpho-physiological characterization of progressive drought stress, in B. distachyon, highlighted the key role of osmotic adjustment as evolutionary conserved drought-adaptive mechanism. CONCLUSIONS: Our CSA:Drought strategy highlights major drought-adaptive genes and metabolic pathways that were only partially, if at all, reported in the original studies included in the meta-analysis. These genes include a group of unclassified genes that could be involved in novel drought adaptation mechanisms. The identified shared genes can provide a useful resource for subsequent research to better understand the mechanisms involved in drought adaptation across-species and can serve as a potential set of molecular biomarkers for progressive drought experiments.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,005 | 0,005 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,002 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,003 | 0,006 |
| Bibliométrie | 0,008 | 0,006 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,002 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,003 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».