Особенности транскрипционной активности длинных некодирующих РНК (COOLAIR, COLDAIR и COLDWRAP) при яровизации растений Arabidopsis thaliana северных природных популяций

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Выявлены особенности экспрессии lncРНК – COOLAIR, COLDAIR и COLDWRAP, выполняющие важную функцию в яровизационно-опосредованном эпигенетическом механизме перехода к цветению растений A. thaliana северных природных популяций (Карелия). Полученные результаты частично отличаются от данных других авторов, выполняющих исследования на чистых линиях и других экотипах этого вида. Предполагается, что генетические и эпигенетические механизмы, участвующие в процессе яровизации и контроле темпов зацветания, могут различаться у растений популяций разных географических регионов.

Об авторах

М. В. Зарецкая

Институт биологии Карельского научного центра Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: genmg@mail.ru
Россия, 185910, Петрозаводск

О. Н. Лебедева

Институт биологии Карельского научного центра Российской академии наук

Email: fedorenko_om@mail.ru
Россия, 185910, Петрозаводск

О. М. Федоренко

Институт биологии Карельского научного центра Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: fedorenko_om@mail.ru
Россия, 185910, Петрозаводск

Список литературы

  1. Dennis E.S., Peacock W.J. Epigenetic regulation of flowering // Curr. Opin. Plant Biol. 2007. V. 10(5). P. 520–527. https://doi.org/10.1016/j.pbi.2007.06.009
  2. Marquardt S., Raitskin O., Wu Z. et al. Functional consequences of splicing of the antisense transcript COOLAIR on FLC transcription // Mol. Cell. 2014. V. 54(1). P. 156–165. https://doi.org/10.1016/j.molcel.2014.03.026
  3. Rosa St., Duncan S., Dean C. Mutually exclusive sense-antisense transcription at FLC facilitates environmentally induced gene repression // Nat. Commun. 2016. V. 7. https://doi.org/10.1038/ncomms13031
  4. Chen M., Penfield St. Feedback regulation of COOLAIR expression controls seed dormancy and flowering time // Science. 2018. V. 360. P. 1014–1017. https://doi.org/10.1126/sience.aar7361
  5. Zhao Y., Zhu P., Hepworth J. et al. Natural temperature fluctuations promote COOLAIR regulation of FLC // Genes Dev. 2021. V. 35(11, 12). P. 888–898. https://doi.org/10.1101/gad.348362.121
  6. Heo J.B., Sung S. Vernalization-mediated epigenetic silencing by a long intronic noncoding RNA // Science. 2011. V. 331. P. 76–79.
  7. Kim D.H., Sung S. Vernalization-triggered intragenic chromatin loop formation by long noncoding RNAs // Developmental Cell. 2017. V. 40. P. 302–312. https://doi.org/10.1016/j.devcel.2016.12.021
  8. Федоренко О.М., Топчиева Л.В., Зарецкая М.В., Лебедева О.Н. Динамика экспрессии FLC и VIN3 в процессе яровизации растений Arabidopsis thaliana северных природных популяций // Генетика. 2019. Т. 55. № 7. С. 811–818. https://doi.org/10.1134/S0016675819060031
  9. Choi J., Hyun Y., Kang M.J. et al. Resetting and regulation of Flowering Locus C expression during Arabidopsis reproductive development // Plant J. 2009. V. 57. P. 918–931. https://doi.org/10.1111/j.1365-313X.2008.03776.x
  10. Иванов В.И., Касьяненко А.Г., Санина А.В. и др. Краткая характеристика A. thaliana и некоторые сведения о его культивировании, технике скрещиваний и учете изменчивости // Генетика. 1966. Т. 8. С. 115–120.
  11. Livak K.J., Schmittgen T.D. Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2–∆∆Ct method // Methods. 2001. V. 25. P. 402–408. https://doi.org/10.1006/meth.2001.1262
  12. Kranz A.R., Kircheim B. Genetic resources in Arabidopsis // AIS. 1987. № 24. P. 20.
  13. Федоренко О.М., Грицких М.В., Николаевская Т.С. Полиморфизм по времени начала цветения у Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. на северной границе его ареала // Тр. КарНЦ РАН. Серия эксперим. биология. 2012. № 2. С. 139–146.
  14. Курбидаева А.С., Зарецкая М.В., Солтабаева А.Д. и др. Генетические механизмы адаптации растений Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. к экстремальным условиям северной границы ареала // Генетика. 2013. Т. 49. № 8. С. 943–953. https://doi.org/10.7868/S0016675813080092
  15. Kuittinen H., Sillanpaa M.J., Savolainen O. Genetic basis of adaptation: Flowering time in Arabidopsis thaliana // Theor. Appl. Genet. 1997. V. 95. P. 573–583.
  16. Shindo C., Lister C., Crevillen P. et al. Variation in the epigenetic silencing of FLC contributes to natural variation in Arabidopsis vernalization response // Genes and Development. 2006. V. 20. P. 3079–3083. https://doi.org/10.1101/gad.405306
  17. Lee I., Amasino R.M. Effect of vernalization, photoperiod and light quality on the flowering phenotype of Arabidopsis plants containing the FRIGIDA gene // Plant Physiol. 1995. V. 108. P. 157–162.
  18. Coustham V., Li P., Strange A. et al. Quantitative modulation of polycomb silencing underlines natural variation in vernalization // Science. 2012. V. 337. P. 584–587. https://doi.org/10.1126/science.1221881
  19. Duncan S., Holm S., Questa J. et al. Seasonal shift in timing of vernalization as an adaptation to extreme winter // ELIFE. 2015. V. 23. № 4. https://doi.org/10.7554/eLife.06620
  20. Saleh A., Alvarez-Venegas R., Avramova Z. Dynamic and stable histone H3 methylation patterns at the Arabidopsis FLC and AP1 loci // Gene. 2008. V. 423. P. 43–47. https://doi.org/10.1016/j.gene.2008.06.022
  21. Sheldon C.C., Hills M.J., Lister C. et al. Resetting of FLOWERING LOCUS C expression after epigenetic repression by vernalization // Proc. Natl Acad. Sci. USA. 2008. V. 105. P. 2214–2219.https://doi.org/10.1073/pnas.0711453105
  22. Chiang G.C.K., Barua D., Kramer E.M. et al. Major flowering time gene, Flowering Locus C, regulates seed germination in Arabidopsis thaliana // PNAS. 2009. V. 106. № 28. P. 11661–1666. https://doi.org/10.1073/pnas.090367106
  23. Ausin L., Alonso-Blanco C., Martinez-Zapater J.M. Regulation of flowering time by FVE, a retinoblastoma-associated protein // Nat. Genet. 2004. V. 36. P. 162–166.
  24. Maruoka T., Gan E.S., Otsuka N. et al. Histone demethylases JMJ30 and JMJ32 modulate the speed of vernalization through the activation of FLOWERING LOCUS C in Arabidopsis thaliana // Front. Plant Sci. 2022 V. 13. P. 837831–837839. https://doi.org/10.3389/fpls.2022.837831

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2.

Скачать (728KB)
Метаданные
3.

Скачать (274KB)
Метаданные
4.

Скачать (410KB)
Метаданные

© М.В. Зарецкая, О.Н. Лебедева, О.М. Федоренко, 2023