Factori de transcripție implicați în răspunsul florii-soarelui la acțiunea lupoiaei [Articol]

Abstract

The present research is focused on bioinformatics and genes expression analysis aiming to elucidate new aspects of resistance mechanisms in the experimental model of the sunflower-broomrape interaction. The qPCR analysis of WHY1, TGA2 and TGA5 transcription factors revealed transient, oscillating changes in the accumulation of mRNA in plants cultivated in the absence and presence of pathogen in dynamics. The highest level of relative expression of WHY1 factor was attested in the roots of host plant during the stage of aerial shoots development (67 days), contrary to factors belonging to TGA family, which showed minimal values of the relative expression at the same stage of development. In the most of cases WHY1, TGA2 and TGA5 genes were found to be suppressed in the roots of sunflower-resistant genotypes under biotic stress. The higher number of gene interactions is due to co-expression in the case of WHY1 (93.68 %) and the presence of common protein domains in the case of TGA family factors (70 %). Associations between the NPR1 gene with TGA2 (46 connections) and TGA5 (33 interactions) have also been identified. The highest fluctuations in the level of relative expression of the NPR1 gene (key element in the manifestation of plant resistance) are found in the sensitive genotype Performer, in the case of non infested plants and in resistant hybrid PR64LE20 under biotic stress.

Investigațiile prezentate s-au axat pe utilizarea instrumentelor bioinformatice și analiza expresiei genice în vederea elucidării unor noi aspecte ale mecanismelor de rezistență în cadrul modelului experimental de interacțiune floarea-soarelui – lupoaie. Datele qPCR ale factorilor de transcripție WHY1, TGA2 și TGA5 au evidențiat modificări tranzitorii, cu caracter oscilatoriu, în acumularea ARNm în dinamică dezvoltării plantelor cultivate în absența și prezența infecției. Cel mai înalt nivel de expresie relativă a factorului WHY1 a fost atestat în rădăcinile plantei gazdă în perioada de formare a lăstarilor aerieni ai patogenului (67 de zile), contrar rezultatelor referitoare la unii FT din familia TGA care, la aceeași fază de dezvoltare, au prezentat valori minime ale expresiei relative. A fost relevată subexpresia genelor WHY1, TGA2 și TGA5 în rădăcinile genotipurilor rezistente de floarea-soarelui, într-un număr mai mare de cazuri în condiții de stres. În contrast, genotipul sensibil s-a diferențiat prin efecte de supraexpresie genică în condiții de stres. Ponderea mai mare a interacțiunilor genice revine celor de coexpresie în cazul WHY1 (93,68 %) și prezenței unor domene proteice comune în cazul factorilor din familia TGA (70 %). De asemenea, au fost identificate asocieri dintre gena NPR1 cu TGA2 (46 de conexiuni) și TGA5 (33 de interacțiuni). Cele mai mari fluctuații ale nivelului de expresie relativă a genei NPR1 (element-cheie în manifestarea rezistenței plantelor), se constată la genotipul sensibil Performer, în cazul plantelor neinfestate, iar în patosistem – la hibridul rezistent PR64LE20.