Поиск Дифференциально Экспрессируемых Генов Транскрипционных Факторов И Протеинкиназ У Quercus Robur L. При Заражении Мучнистой Росой
Year: 2026
Type: article
Abstract: Дуб черешчатый ( Quercus robur L.) подвергается заражению одним из самых распространенных фитопатогенов - аскомицетов порядка Erysiphales, возбудителя мучнистой росы, приводящему к снижению продуктивности лесных насаждений данной древесной породы. Однако молекулярно-генетические механизмы устойчивости дуба черешчатого к мучнистой росе все еще недостаточно изучены. В связи с этим целью работы стал поиск генов транскрипционных факторов и протеинкиназ, вовлеченных в формирование адаптации дуба черешчатого к возбудителю мучнистой росы путем анализа данных РНК-секвенирования. Поиск и анализ дифференциальной экспрессии транскрипционных факторов и протеинкиназ осуществлялись с помощью iTAK v2.0.2 и edgeR соответственно. В результате анализа данных РНК-секвенирования было выявлено 2813 значимых дифференциально экспрессируемых генов, в числе которых обнаружено 166 генов транскрипционных факторов и 186 генов протеинкиназ. В условиях заражения мучнистой росой наибольшее количество дифференциально экспрессируемых генов транскрипционных факторов принадлежало семействам MYB (38), AP2/ERF (23), NAC (17) и WRKY (15). Установленго, что при заражении мучнистой росой, наибольшим уровнем экспрессии по сравнению с контролем обладали гены следующих семейств: WRKY, GARP-G2-like, BES1 и BBR-BPC. При этом гены семейств транскрипционных факторов C2C2, bZIP, HB-HD-Zip, C2H2, SBP, B3, zf-HD, SRS, OFP и HB-WOX подавлялись в условиях заражения мучнистой росой. Анализ дифференциально экспрессируемых генов протеинкиназ при заражении мучнистой росой у дуба черешчатого выявил, что большая часть генов принадлежит семейству RLK/Pelle (167) обладающих разнонаправленной регуляцией. Другие гены семейств протеинкиназ AGC, NEK, Group-Pl-2, ULK, WNK имели пониженную экспрессию, CAMK - повышенную, STE и TKL - разнонаправленную при заражении мучнистой росой. Выявленные гены могут рассматриваться как перспективные кандидаты для дальнейших функциональных исследований, что позволит определить их вклад в формирование устойчивости дуба черешчатого к мучнистой росе. Pedunculate oak ( Quercus robur L.) is susceptible to infection by one of the most widespread phytopathogens - ascomycete fungi of the order Erysiphales , the causal agents of oak powdery mildew, which leads to reduced productivity of forest stands of this species. However, the molecular genetic mechanisms underlying resistance of pedunculate oak to powdery mildew remain insufficiently studied. Therefore, the aim of this study was to identify transcription factor and protein kinase genes involved in the development of adaptive responses of pedunculate oak to the powdery mildew pathogen through the analysis of RNA sequencing data. The identification and differential expression analysis of transcription factors and protein kinases were performed using iTAK v2.0.2 and edgeR, respectively. As a result of RNA-seq data analysis, 2,813 significantly differentially expressed genes were identified, including 166 transcription factor genes and 186 protein kinase genes. Under powdery mildew infection, the largest number of differentially expressed transcription factor genes belonged to the MYB (38), AP2/ERF (23), NAC (17), and WRKY (15) families. It was found that, under infection conditions, genes of the WRKY , GARP-G2-like , BES1 , and BBR-BPC families exhibited the highest expression levels compared with the control. In contrast, genes belonging to the C2C2 , bZIP , HB-HD-Zip , C2H2 , SBP , B3 , zf-HD , SRS , OFP , and HB-WOX transcription factor families were downregulated under powdery mildew infection. Analysis of differentially expressed protein kinase genes in infected pedunculate oak trees revealed that the majority belonged to the RLK/Pelle family (167 genes), displaying both up- and downregulation patterns. Other protein kinase families - AGC , NEK, Group-Pl-2 , ULK , and WNK - were predominantly downregulated, CAMK genes were upregulated, whereas STE and TKL families showed bidirectional regulation in response to infection. The identified genes may be considered promising candidates for further functional studies aimed at elucidating their contribution to powdery mildew resistance in pedunculate oak.
Source: Сибирский лесной журнал
Language: Russian
Subfield: Plant Science
Domain: Life Sciences
Open Access status: diamond
OpenAlex ID: W7204490764