ХАРАКТЕРИСТИКА ПРЕДСТАВИТЕЛЕЙ СЕМЕЙСТВА ГЕНОВ GHFHY3/FAR1 У ХЛОПЧАТНИКА (G.HIRSUTUM L.)
DOI:
https://doi.org/10.56292/SJFSU/vol31_iss5/a130Ключевые слова:
G. hirsutum, FAR, белок, FHY3/FAR1, PhyA, ген, геномАннотация
Свет является одним из ключевых факторов, определяющих рост растений. У растений реакция на свет в основном регулируется тремя типами фоторецепторных генов: фитохромами, криптохромами и рецепторами ультрафиолетового света (UV-B). Среди этих трёх групп фоторецепторов особое место занимают фитохромы. Эти гены реагируют на красный и дальний красный свет, регулируя напрямую или косвенно многочисленные нисходящие транскрипционные факторы, тем самым влияя на прорастание семян, удлинение стебля, расширение листьев, цветение и раннее созревание.
Нисходящие транскрипционные факторы включают семейство генов FAR1-RELATED SEQUENCE1 (FAR1) и FAR-RED ELONGATED HYPOCOTYL3 (FHY3), происходящие от транспозаз. Члены семейства генов FHY3/FAR1 были исследованы у многих сельскохозяйственных культур, и их аминокислотные последовательности были подробно охарактеризованы.
В данной работе мы провели анализ аминокислотных последовательностей представителей семейства генов FHY3/FAR1, присутствующих в геноме хлопчатника (Gossypium hirsutum L.). Были охарактеризованы их индивидуальные особенности, включая кодирующие ДНК-последовательности (CDS), аминокислотные последовательности, клеточную локализацию, а также физиологические и биохимические свойства.
Библиографические ссылки
1. Heijde, M.; Ulm, R. UV-B photoreceptor-mediated signalling in plants. Trends Plant Sci. 2012, 17, 230–237.
2. Voitsekhovskaja, O.V. Phytochromes and other (photo)receptors of information in plants. Russ. J. Plant Physiol. 2019, 66, 351–364.
3. Li, F.W.; Rothfels, C.J.; Melkonian, M.; Villarreal, J.C.; Stevenson, D.W.; Graham, S.W.; Wong, G.K.; Mathews, S.; Pryer, K.M. The origin and evolution of phototropins. Front. Plant Sci. 2015, 6, 637.
4. Ma L and Li G (2018) FAR1-RELATED SEQUENCE (FRS) and FRS-RELATED FACTOR (FRF) Family Pro-teins in Arabidopsis Growth and Development. Front. Plant Sci. 9:692. doi: 10.3389/fpls.2018.00692
5.Wang, H.; Wang, H. Multifaceted roles of FHY3 and FAR1 in light signaling and beyond. Trends Plant Sci. 2015, 20, 453–461.
6. Whitelam, G. C., Johnson, E., Peng, J., Carol, P., Anderson, M. L., Cowl, J. S., et al. Phytochrome A null mu-tants of Arabidopsis display a wild-type phenotype in white light. Plant Cell 5,(1993)., 757–768. doi: 10.1105/tpc.5.7.757.
7. Desnos, T., Puente, P., Whitelam, G. C., and Harberd, N. P. FHY1: a phytochrome A-specific signal trans-ducer. Genes Dev. (2001). 15, 2980–2990. doi: 10.1101/gad.205401.
8. Hiltbrunner, A., Viczian, A., Bury, E., Tscheuschler, A., Kircher, S., Toth, R., et al. Nuclear accumulation of the phytochrome A photoreceptor requires FHY1. Curr. Biol. (2005). 15, 2125–2130. doi: 10.1016/j.cub.2005.10.042.
9. Zhou, Q., Hare, P. D., Yang, S. W., Zeidler, M., Huang, L. F., and Chua, N. H.. FHL is required for full phyto-chrome A signaling and shares overlapping functions with FHY1. Plant J. 43, (2005). 356–370. doi: 10.1111/j.1365-313X.2005.02453.x.
10. Hudson, M., Ringli, C., Boylan, M. T., and Quail, P. H. The FAR1 locus encodes a novel nuclear protein specific to phytochrome A signaling. Genes Dev. 13, (1999). 2017–2027. doi: 10.1101/gad.13.15.2017.
11. Wang, H., and Deng, X. W. Arabidopsis FHY3 defines a key phytochrome A signaling component directly interacting with its homologous partner FAR1. EMBO J. 21, (2002). 1339–1349. doi: 10.1093/emboj/21.6.1339.
12. Lin, R., Ding, L., Casola, C., Ripoll, D. R., Feschotte, C., and Wang, H. Transposase-derived transcription factors regulate light signaling in Arabidopsis. Science 318, (2007). 1302–1305. doi: 10.1126/science.1146281
13. Li, G., Siddiqui, H., Teng, Y., Lin, R., Wan, X. Y., Li, J., et al. Coordinated transcriptional regulation underly-ing the circadian clock in Arabidopsis. Nat. Cell Biol. 13, (2011). 616–622. doi: 10.1038/ncb2219
14. Li, D., Fu, X., Guo, L., Huang, Z., Li, Y., Liu, Y., et al. FAR-RED ELONGATED HYPOCOTYL3 activates SEP-ALLATA2 but inhibits CLAVATA3 to regulate meristem determinacy and maintenance in Arabidopsis. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 113, (2016). 9375–9380. doi: 10.1073/pnas.1602960113
15. Ouyang, X., Li, J., Li, G., Li, B., Chen, B., Shen, H., et al. Genome-wide binding site analysis of FAR-RED ELONGATED HYPOCOTYL3 reveals its novel function in Arabidopsis development. Plant Cell 23, (2011). 2514–2535. doi: 10.1105/tpc.111.085126
16. Tang, W., Wang, W., Chen, D., Ji, Q., Jing, Y., Wang, H., et al. Transposase-derived proteins FHY3/FAR1 in-teract with PHYTOCHROME-INTERACTING FACTOR1 to regulate chlorophyll biosynthesis by modulating HEMB1 dur-ing deetiolation in Arabidopsis. Plant Cell 24, (2012). 1984–2000. doi: 10.1105/tpc.112.097022
17. Ma, L., Xue, N., Fu, X., Zhang, H., and Li, G. Arabidopsis thaliana FAR-RED ELONGATED HYPOCOTYLS3 (FHY3) and FAR-RED-IMPAIRED RESPONSE1 (FAR1) modulate starch synthesis in response to light and sugar. New Phytol. 213, (2017). 1682–1696. doi: 10.1111/nph.14300
18. Tang, W., Ji, Q., Huang, Y., Jiang, Z., Bao, M., Wang, H., et al. (2013). FAR-RED ELONGATED HYPOCOT-YL3 and FAR-RED IMPAIRED RESPONSE1 transcription factors integrate light and abscisic acid signaling in Ara-bidopsis. Plant Physiol. 163, 857–866. doi: 10.1104/pp.113.224386
19. Ma, L., Tian, T., Lin, R., Deng, X. W., Wang, H., and Li, G. Arabidopsis FHY3 and FAR1 regulate light-induced myo-inositol biosynthesis and oxidative stress responses by transcriptional activation of MIPS1. Mol. Plant 9, (2016). 541–557. doi: 10.1016/j.molp.2015.12.013
20. Wang, W., Tang, W., Ma, T., Niu, D., Jin, J. B., Wang, H., et al. A pair of light signaling factors FHY3 and FAR1 regulates plant immunity by modulating chlorophyll biosynthesis. J. Integr. Plant Biol. 58, (2016). 91–103. doi: 10.1111/jipb.12369
21. Lin, R., and Wang, H. Arabidopsis FHY3/FAR1 gene family and distinct roles of its members in light control of Arabidopsis development. Plant Physiol. 136, (2004). 4010–4022. doi: 10.1104/pp.104.052191
22. Aguilar-Martinez, J. A., Uchida, N., Townsley, B., West, D. A., Yanez, A., Lynn, N., et al. Transcriptional, posttranscriptional, and posttranslational regulation of SHOOT MERISTEMLESS gene expression in Arabidopsis de-termines gene function in the shoot apex. Plant Physiol. 167, (2015). 424–442. doi: 10.1104/pp.114.248625
23. Chen, Q., Song, Y., Liu, K., Su, C., Yu, R., Li, Y., Yang, Y., Zhou, B., Wang, J., & Hu, G. (2023). Genome-Wide Identification and Functional Characterization of FAR1-RELATED SEQUENCE (FRS) Family Members in Potato (Solanum tuberosum). Plants, 12(13), 2575. https://doi.org/10.3390/plants12132575
24. Wang, F.; Wang, X.; Zhang, Y.; Yan, J.; Ahammed, G.J.; Bu, X.; Sun, X.; Liu, Y.; Xu, T.; Qi, H.; et al. SlFHY3 and SlHY5 act compliantly to enhance cold tolerance through the integration of myo-inositol and light signaling in to-mato. New Phytol. 2022, 233, 2127–2143.
25. Chen, Y.; Deng, J.; Chen, J.; Zeng, T.; Yu, T.; Huang, Q.; Chen, P.; Liu, Q.; Jian, W.; Yang, X. Genome-wide identification and expression analysis of FAR1/FHY3 transcription factor family in tomato. Plant Physiol. J. 2021, 57, 1983–1995.
26. Li, X.; Li, Y.; Qiao, Y.; Lu, S.; Yao, K.; Wang, C.; Liao, W. Genome-Wide Identification and Expression Anal-ysis of FAR1/FHY3 Gene Family in Cucumber (Cucumis sativus L.). Agronomy 2024, 14, 50. https://doi.org/10.3390/agronomy14010050
27. Zhang, S.; Xu, F.; Zhang, Y.; Lin, J.; Song, C.; Fang, X. Fine mapping and candidate gene analysis of a novel PANICLE AND SPIKELET DEGENERATION gene in rice. Euphytica 2015, 206, 793–803.
28. Kiseleva, A.A.; Potokina, E.K.; Salina, E.A. Features of Ppd-B1 expression regulation and their impact on the flowering time of wheat near-isogenic lines. BMC Plant Biol. 2017, 17, 172.
29. Liu, Z.; An, C.; Zhao, Y.; Xiao, Y.; Bao, L.; Gong, C.; Gao, Y. Genome-Wide Identification and Characteriza-tion of the CsFHY3/FAR1 Gene Family and Expression Analysis under Biotic and Abiotic Stresses in Tea Plants (Ca-mellia sinensis). Plants 2021, 10, 570.
30. Dai, J.; Sun, J.; Peng, W.; Liao, W.; Zhou, Y.; Zhou, X.R.; Qin, Y.; Cheng, Y.; Cao, S. FAR1/FHY3 Transcrip-tion Factors Positively Regulate the Salt and Temperature Stress Responses in Eucalyptus grandis. Front. Plant Sci. 2022, 13, 883654.
31. Zeps, M.; Kondratovičs, T.; Grigžde, E.; Jansons, Ā.; Zeltiņš, P.; Samsone, I.; Matisons, R. Plantlet Anatomy of Silver Birch (Betula pendula Roth.) and Hybrid Aspen (Populus tremuloides Michx. × Populus tremula L.) Shows Intraspecific Reactions to Illumination In Vitro. Plants 2022, 11, 1097. https://doi.org/10.3390/plants11081097.
32. Wang, X.; Liu, S.; Zuo, H.; Zheng, W.; Zhang, S.; Huang, Y.; Pingcuo, G.; Ying, H.; Zhao, F.; Li, Y.; et al. Ge-nomic basis of high-altitude adaptation in Tibetan Prunus fruit trees. Curr. Biol. 2021, 31, 3848–3860.e8.
32. Du, J.; Zhang, L.; Ge, X.; Xiang, X.; Cao, D.; Yang, H.; Hu, J. Genome-Wide Identification and Characteriza-tion of the FAR1/FHY3 Family in Populus trichocarpa Torr. & Gray and Expression Analysis in Light Response. Forests 2021, 12, 1385. https://doi.org/10.3390/f12101385
33. Yuan, N.; Wang, T.; Liu, T.; Yang, Y.; Du, J. Genome-wide analysis of the FAR1/FHY3 gene family in Cot-ton. Cott. Sci. 2018, 14, 1–11.
34. 7. Abdurakhmonov IY, Buriev ZT, Saha S, Jenkins JN, Abdukarimov A, Pepper AE. (2014) Phytochrome RNAi enhances major fibre quality and agronomic traits of the cotton Gossypium hirsutum L. Nat Commun. 2014;5:3062. doi: 10.1038/ncomms4062. PubMed PMID: 24430163.
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2025 Научный вестник Ферганский государственный университета
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
Как цитировать
Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)
- Usmanov Dilshod Erkinbayevich, Аbdukarimov Sharofiddin Sayfidinovich, Sobirov Botirjon Masharif o‘g‘li, Azimov Avazxon Abbasovich, Abdug‘afforov Azamat Tojiboy o‘g‘li, Juraqulov Durbekjon Saydulla o‘g‘li, Buriev Zabardast Tojiboevich, ИДЕНТИФИКАЦИЯ ПРЕДСТАВИТЕЛЕЙ СЕМЕЙСТВА ГЕНОВ GHFHY3/FAR1 У ВИДОВ ХЛОПЧАТНИКА (GOSSYPIUM SPP) С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СРАВНИТЕЛЬНО-ГО БИОИНФОРМАТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА , Научный вестник Ферганский государственный университета: № 5 (2025): FarDu ilmiy xabarlar jurnali (TABIIY FANLAR)
- Usmanov Dilshod Erkinbaevich, Аbdukarimov Sharofiddin Sayfidinovich, Sobirov Botirjon Masharif o‘g‘li, Abdug‘afforov Azamat Tojiboy o‘g‘li, Juraqulov Durbekjon Saydulla o‘g‘li, Xusanbayeva Shahnoza Rustamjon qizi, Sharifjonov Abrorbek Abdujabbor o‘g‘li, Buriev Zabardast Tojiboevich, ИЗУЧЕНИЕ ЦИС-ЭЛЕМЕНТНЫХ РЕГИОНОВ ПРЕДСТАВИТЕЛЕЙ СЕМЕЙСТВА ГЕНОВ GhFHY3/FAR1 У ХЛОПЧАТНИКА (G.HIRSUTUM L.) , Научный вестник Ферганский государственный университета: № 5 (2025): FarDu ilmiy xabarlar jurnali (TABIIY FANLAR)