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 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