Transcriptome Analysis of Al-Induced Genes in Buckwheat (Fagopyrum esculentum Moench) Root Apex: New Insight into Al Toxicity and Resistance Mechanisms in an Al Accumulating Species
Notice bibliographique
Résumé
Relying on Al-activated root oxalate secretion, and internal detoxification and accumulation of Al, buckwheat is highly Al resistant. However, the molecular mechanisms responsible for these processes are still poorly understood. It is well-known that root apex is the critical region of Al toxicity that rapidly impairs a series of events, thus, resulting in inhibition of root elongation. Here, we carried out transcriptome analysis of the buckwheat root apex (0-1 cm) with regards to early response (first 6 h) to Al stress (20 μM), which is crucial for identification of both genes and processes involved in Al toxicity and tolerance mechanisms. We obtained 34,469 unigenes with 26,664 unigenes annotated in the NCBI database, and identified 589 up-regulated and 255 down-regulated differentially expressed genes (DEGs) under Al stress. Functional category analysis revealed that biological processes differ between up- and down-regulated genes, although 'metabolic processes' were the most affected category in both up- and down-regulated DEGs. Based on the data, it is proposed that Al stress affects a variety of biological processes that collectively contributes to the inhibition of root elongation. We identified 30 transporter genes and 27 transcription factor (TF) genes induced by Al. Gene homology analysis highlighted candidate genes encoding transporters associated with Al uptake, transport, detoxification, and accumulation. We also found that TFs play critical role in transcriptional regulation of Al resistance genes in buckwheat. In addition, gene duplication events are very common in the buckwheat genome, suggesting a possible role for gene duplication in the species' high Al resistance. Taken together, the transcriptomic analysis of buckwheat root apex shed light on the processes that contribute to the inhibition of root elongation. Furthermore, the comprehensive analysis of both transporter genes and TF genes not only deep our understanding on the responses of buckwheat roots to Al toxicity but provide a good start for functional characterization of genes critical for Al tolerance.
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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 | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 ».