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两亲性——Phytosomes药物输送系统

Dagur HS*和Choudhary P

印度科学学院的教育和研究博帕尔,印度中央邦

*通讯作者:
哈努曼辛格Dagur
博帕尔印度科学学院的教育和研究
印度中央邦
电子邮件:hanumansinghdagur1996@gmail.com

收到日期:2019年2月15日;接受日期:2019年4月08日;发表日期:2019年4月12日,

引用:Dagur HS,超P(2019)的控制策略芸苔属植物juncea寄生植物Orobanche aegyptiaca。J植物香猫品种3:109。

版权:©Dagur HS,超(2019页)的控制策略芸苔属植物juncea-Parasite植物Orobanche aegyptiaca。J植物香猫品种3:109。

访问更多的相关文章和评论:生药学和植物化雷竞技苹果下载学》杂志上的研究表明

文摘

“发朵”一词意味着植物而“一些”是指细胞样的。Phytosome是一种新型的药物输送技术包含了植物成份的草药提取物。制备phytosomes涉及phyto-constituents之间的络合和磷脂尤其是phosphotidylcholine产生脂质稳定的分子复合物。Phytosomes水溶性内层,亲脂性的外层。Phytosomes有很高的药动学和药效学性质。他们有改善生物利用度相比其他传统草药提取物。他们已经在医药行业有价值的作用。Phytosomes可以提供尽可能自然消化艾滋病作为抗氧化剂,hepato-protective剂、抗癌剂,用作水溶性和脂溶性营养素的载体。

文摘

由于eco-geographical变化和人类的选择芸苔属植物juncea有多种形式,最常见的生长在北美和欧洲厨房草,在印度次大陆上作为蔬菜籽油和远东地区。工厂列当属植物,Orobanche aegyptiaca是主要的杂草,大大减少全球经济重要的农作物的产量5% - -50%,而它减少了印度芥菜的收益率高达30%。的Orobanche aegyptiaca是holo-parasite以及non-photosynthetic拥有一个复杂的生活方式。各种方法如化学、物理和生物应用和管理建议Orobanche aegyptiaca。一个集成的方法可以最可取的和有效的方法用于控制植物寄生虫。我们已经确定了几个候选基因,可以进一步控制全寄生物小干扰rna技术通过。同样,一个步骤添加到综合方法例如Bio-briquette机器在哪个可以收获杂草和国内目的使用它。真菌剂的作用机理,综述了信号转导Orobanche aegyptiaca芸苔属植物juncea

也在考虑对光合基因全寄生物即使存在Orobanche aegyptiaca是一种非光合作用植物。已经检查了这些基因是否假基因,使用PAML和HYPHYMP包。基于这些结果,推测这些基因在早期的发展起到至关重要的作用Orobanche aegyptiaca在发展中成熟的吸根。这项研究提出了一个新的见解fungal-fungal信号转导plant-parasite-host关系会导致未来在科学方面。

关键字

吸根;高度;(杂草综合管理)IWM;植物寄生虫;核;相互影响;选择

介绍

杂草管理和农业杂草控制策略

研究人员对新技术和连续报道发布各种文章杂草控制在不同的物种包括蔬菜以及在经济上重要的物种。因此,一个人应该更专注于cropweed关系的不确定性和减少对杂草的死亡率1]。在当前的发现,它已经发现,一个集成的杂草管理(IWM)策略可以使用化学以外的更可靠的策略。IWM包括技术、策略和创意计划以及过程中可以避免化学除草剂的使用。最近推出了bio-briquette机也可以导致杂草管理(2]。有各种杂草的方法检测和预防对杂草杂草管理可以有效的管理。作为另一个选择“有机农业”也是一个综合系统,避免了使用合成肥料,促进天然除草剂的使用,可降解地膜,覆盖、土壤日晒、热水和农艺实践,比如竞争品种陈旧苗床杂草产生重大影响。它已经被发现Orobanche aegyptiaca(图1)是一种入侵植物物种。发现除草剂在knowledge-based-approach与其说是有效使用的农民。要解决这个问题杂草科学形成一个可以利用的技术执行实际的杂草管理。抗除草剂植物的数量正逐渐增加,这就是为什么杂草生物是更加必要的(3]。分子生物多样性和水平基因转移是被广泛接受的原因抗除草剂植物的进化,杂草杂草管理战略的成功与失败。杂草各级可以显示不同类型的多样性。生物多样性可以出现在杂草种群水平的植物组织,从分子到全球。有各种各样的模式包括种内遗传变异物种,体细胞变异的植物部分,时间适应在一个社区的社区和植物区系多样性比物种在一个更高的水平。也已经发现,杂草演变为了种植制度的适应和占领利基市场在一个农业生态系统4]。到目前为止,各种控制方法提出了申请Orobanche管理可以分为抗病品种的同时,文化(轮作)、物理(杂草处理),生物和化学控制除草剂(5- - - - - -9]。“杂草与作物产量降低生产直接相关”。为了控制杂草,农民在农作物需要的教育技术和替代方法可以提高作物生产。农民们了解的杂草,杂草会影响作物(10]。

journal-plant-genetics-breeding-Orobanche-aegyptiaca

图1:的照片Orobanche aegyptiaca(来源:https://alchetron.com/Orobanche-aegyptiaca)。

相互影响导致除草。“大米(1984)定义的“相互影响”一种植物的影响(包括微生物)在另一个工厂通过化合物的释放到环境中”。相互影响中扮演着一个关键的角色在不同的种植制度等混合种植,多个裁剪,裁剪和轮作(11]。它一直显示OrobanchePhelipanche物种分布在南部和东部欧洲,中东和北非和最近发表在美国、澳大利亚和一些亚洲国家中描述(图2)[12]。减轻这些物种所面临的主要问题是,这些物种的种子仍然可行的几十年。完全缓解列当属植物的化学防治是极其难以实现,因为这些都是解剖和生理以及连接到主机(13]。基于各种过去的研究包括温室实验和盆栽研究,它已经表明,合成氨基酸biosynthesis-inhibiting除草剂可以可接受的控制策略14]。

journal-plant-genetics-breeding-Orobanche-aegyptiaca

图2:它描述的生命周期Orobanche aegyptiaca包括不同阶段。

杂草、除草剂Orobanche aegyptiaca及其控制策略在不同的作物

杂草是多产的种子生产商。研究结果显示“入侵杂草非本土植物引入到北美,欧洲,和亚洲”(原理与生态系统,无日期)。许多杂草作物特定的位置和/或特定的,其中许多影响作物生产力的芥末、马铃薯、烟草、番茄和许多更多。例如,Orobanche aegyptiaca、藜、Asphodelus MelilotusTrianthemaspp,引起严重的产量损失芥末作物生产(15]。根据过去的研究已经显示,杂草会让~ 50%全球作物产量损失(16]。由于这种灾难性的经济后果,过去二十年除草剂使用的增加(4]。除草剂用于增加作物领域的生产力和增加产量。这些化合物影响寄生虫的易感性寄主植物(17,18]。在非选择性除草剂,除草剂更常用。一些除草剂广泛应用命名草甘膦(无选择性的代理),硫酸acetolactate合酶和乙酰辅酶A羧化酶抑制剂,2,4 - d (19]。草甘膦是一种使用最广泛的除草剂等不同种类Orobanche aegyptiaca杂草控制剂(20.]。研究结果显示,抗除草剂植物越来越多,可由于进化和抗除草剂植物的选择压力的增长4]。研究成果(锅番茄和马铃薯作物研究和培养皿实验)显示,有一些除草剂叫sulfosulfuron imidazolinones等,用于减轻Orobanche aegyptiaca但有副作用在寄主植物(14]。

一些科学研究表明,生物防治剂的使用。例如,细菌(铜绿假单胞菌QUBC1, p .荧光QUBC3,芽孢杆菌atrophaeusQUBC16和枯草芽孢杆菌)可以作为生物防治剂的伸长o . aegyptiacao . cernua(21]。作为另一种“有机农业”也是一个综合系统,避免了使用合成肥料,促进天然除草剂的使用,可降解地膜,覆盖、土壤日晒、热水和农艺实践,比如竞争品种陈旧苗床已产生重大影响Orobanche aegyptiaca

Orobanche sp,简单地称为“列当属植物”holo-parasitic以及预留和兼性植物寄生虫的寄生于许多蔬菜和经济上重要的农作物包括芥末(芸苔属植物juncea, Braasica显著)、烟草、豆科植物和药用植物作物产量造成严重损失6]。

列当科包括200种包括Orobanche aegyptiaca, Orobanche ramosa以及Orobanche cernua和更多的物种22]。寄生植物Orobanche aegyptiaca, Orobanche ramosaOrobanche cernua使用吸根(修改结构)利用光合作用植物(芸苔属植物juncea和更多的主机)中提取水分和养分的23]。许多实验研究已经完成Orobanche aegyptiaca模式植物拟南芥。因此,人们已经发现,列当属植物Orobanche aegyptiaca操纵主机作为水槽的生长素(24]。strigolactone是种子萌发的主要化合物,帮助这种寄生虫OrobanchePhelipanche。模型植物类胡萝卜素的分泌strigolactone派生的激素调节拍摄分支和刺激萌发根寄生虫(25]。植物寄生虫Orobanche aegyptiaca有一个广泛的宿主特异性的种子发芽。人们已经发现,几个关键基因参与种子萌发,而这些基因与植物激素的变化相关联。这些基因可能作为新目标控制o . aegyptiaca(26]。除了模式植物拟南芥欧芹(Petroselinum crispum)可用于Orobanche研究。欧芹是一个主机holo-parasite被子植物的根Orobanche crenataOrobanche aegyptiaca(27]。许多化合物合成控制植物寄生虫,但现场研究没有显示出多少好的结果(9]。在印度,Orobanche aegyptiaca是极其有害的,有毒野草重要经济作物的印度芥菜(芸苔属植物juncea)”。这种植物寄生虫有各种区域名称包括Gulli、Khumbhi, Rukhri等。28]。它已经显示,生产可以阻止寄生虫基因的沉默的主机给小说的寄生杂草控制战略。研究结果表明,小干扰rna沉默同源GUS基因的表达在寄生植物Triphysaria属于家庭列当科(29日]。针对这一个可以设计小干扰RNA沉默基因是一个重要的代谢活动所必需的寄生植物。必须确定这些候选人针对小干扰rna(通过设计的有力工具30.]。小干扰rna下来调节基因表达序列互补的引导下,(31日]。

遗传学的Orobanche aegyptiaca

Orobanche aegyptiaca(同义Phelipanche aegyptiaca)密切相关Orobanche ramosa但它是更健壮的12]。20 - 40厘米高,花20毫米长(图3)。Orobanche1.4 - -1.5 Gbps基因组大小。的Orobanche aegyptiaca由24条染色体,这是一个二倍体植物(列当属植物Http:// www.cabi.org/isc/datasheet/37742,留言。)。它从宿主适应基因通过水平基因转移32]。有适应的基因Orobanche通过高度不同的主机包括十字花科家族(33]。有多种方法获得新基因,作为小说的基因和水平基因转移是植物中最常见的一种机制。超过45表达和功能水平基因转移事件已确定在家庭列当科(34]。已经很少很少报道,核基因组转移通过植物的高度,但它已经表明Stricto-Synthase像基因(SSL)发现在十字花科植物细胞核,迫于无奈接受了Orobanche aegyptiaca(33,35,36]。进化分析显示,Orobanche aegyptiaca发展独立光合作用基因的终端吸器和损失(37]。一些实验证据表明,它失去了光合作用基因的功能不是一整套基因(38]。这些基因可能存在pseudo-genes也可能在早期发展发挥作用的植物寄生虫(39]。

journal-plant-genetics-breeding-Orobanche-aegyptiaca

图3:地理分布的Orobanche aegyptiaca(来源:Http:// www.cabi.org/isc/datasheet/37742,2014)。

水平基因转移

水平基因转移是遗传物质的运动或传输和基因组之间的集成non-mating生物/后代包括单细胞和多细胞生物。高度(水平基因转移)作为原核进化的驱动力。它是获得新基因的方法,给小说寄生植物的表型Orobanche aegyptiaca,五角南极光和许多更多40,41]。核基因组通常转移到寄生植物Orobanche aegyptiaca从它的主机和显示异养依赖对其主机(芸苔属植物juncea)。研究结果表明,Orobanche aegyptiaca基因从rosids转移,单子叶植物。高度可能的原因之一是获取基因和改编的Orobanche aegyptiaca(32]。已经发现两个核相关基因叫BO基因被认为是帽子的二类转座子赋予超科属十字花科OrobanchePhelipanche通过水平基因转移。这薄熙来积极表达的基因Orobanche aegyptiaca但不是转录在十字花科42]。

芸苔属植物juncea

大豆和棕榈油之后,rapeseed-mustard属于家庭十字花科(Syn十字花科),是重要的油料作物在世界范围内和在印度是第二个最重要的食用油籽花生(后43]。rapeseed-mustard之一,芸苔属植物juncea被称为印度芥菜,印度是一个重要的和必要的冬季油料作物(44]。由于eco-geographical变化和人类选择印度芥菜(褐色芥末)各种形态形式,通常生长在北美和欧洲厨房草,在印度次大陆上籽油和远东地区蔬菜(45]。列当属植物的研究结果显示,在印度侵袭导致rapeseed-mustard(~ 30%收益损失43]。芸苔属植物juncea(染色体基因组AABB 36号)之间的杂交的结果芸苔属植物拉伯(染色体数目:20、基因组AA)和芸苔属植物黑质俗称黑芥(基因组染色体数目16日BB)和它有各种地方和/或区域名称包括Rai,莱雅,Laha Banga Sarson [46- - - - - -48]。人们已经发现,菌根真菌共生协会帮助提高养分吸收范围主机芸苔属植物juncea。在印度的一个案例研究已经完成,显示这种真菌(49]。

材料和方法

生物信息学检索光合基因水平转移基因的序列

的候选基因水平转移从github https://github.com/dePamphilis/HGT_ PNAS_2016获得。其他基因序列被两个主要来源:NCBI和运用植物。带注释的基因组序列从ppgp获得项目(http://ppgp.huck.psu.edu/)。爆炸搜索完成验证光合基因的候选人。NCBI ORF仪用于得到光合基因的开放阅读框的序列从植物获得寄生虫基因组计划。

对齐

比对各种候选基因进行使用MAFFT Clustalω(50,恶作剧51],肌肉[52],KALIGN [53],T-Coffee [54]。paml格式是通过使用PAL2NAL [55),然后在PAML用于净化选择光合基因。

系统发育分析

对于每个校准系统发育分析探索树的拓扑结构和执行的效果包含或排除各种团体的序列。快树版本2.1.8双精度(没有SSE3)用于构建系统发育树。净化选择使用PAML和hyphymp (http:// datamonkey.org/)。无花果树使用v1.4.2树木可视化和修改。

在线工具设计核;Si-Direct

si-Direct在线服务器是用来找出候选人si-RNA设计精度和效率高。它给候选人si - RNA与熔化温度和种子序列。(56]。siRNAs列表中提供了补充材料。

策略

我(基因存在于多个寄生虫)策略:在这一战略的几个重要的基因是基于收集的文章、评论和科学研究文献看出这些基因在不同开发阶段的寄生虫中发挥的作用。雷竞技苹果下载这些基因检查和改善他们的存在在多种寄生虫。列表是由这些基因从多种寄生虫包括获得Rafflesia cantleyi五角pentagona,五角粳稻,Arceuthobium sichuanense, Triphysaria杂色的,Striga hermonthica,檀香,Orobanche cumuna, Orobanche ramosa, Orobanche aegyptiaca。BLASTN BLASTP, SRA爆炸对基因组芸苔属植物juncea,芸苔属植物拉伯,芸苔属植物olerecea做是为了找出任何相似性可以帮助我们设计核目标候选人的技术。校准和系统发育分析是通过使用上述程序和工具。后做分析siRNAs为那些候选人使用而设计的in-silico方法即siDirect (图4)。各种候选人发现那些可以使用这一战略目标,但潜在的细胞色素p450和类胡萝卜素生物合成基因被确定为目标候选人通过这一步。这些候选人都包含在表1通过生产核作为目标候选人。一些地区的对准标记这些基因序列显示了不同寄主植物。基于列表的siRNAs准备。

journal-plant-genetics-breeding-Flow-chart

图4:流程图显示了各种用于我们的建议策略In-Silico方法。

sl.no 基因名字 目标位置 目标序列21元,目标+ 2元过剩 导链5 ' 3 ' 乘客链5 ' 3 ' Tm(导链,乘客链
1 细胞色素p450 312 - 334 TAGACTTTCTTACAATTTTTTGG AAAAAAUUGUAAGAAAGUCUA GACUUUCUUACAAUUUUUUGG -12.0◦C 17.7◦C
1 ATCAAAATGGCTACATTTATATG UAUAAAUGUAGCCAUUUUGAU CAAAAUGGCUACAUUUAUAUG -1.8◦C 11.3◦C
111 - 133 TCCAATTGTTGGCAATTTACACC UGUAAAUUGCCAACAAUUGGA CAAUUGUUGGCAAUUUACACC -0.3◦C 5.3◦C
47 - 69 CTCTATTTCTCATCTTTTTAAAG UUAAAAAGAUGAGAAAUAGAG CUAUUUCUCAUCUUUUUAAAG -3.8◦C 6.9◦C
2 白蛋白我(28) 182 - 204 AAGATTATATGATTAATAAGTTT ACUUAUUAAUCAUAUAAUCUU GAUUAUAUGAUUAAUAAGUUU -2.3◦C -8.6◦C
368 - 390 TCGTTAAAGCTTTCTTAAAAATT UUUUUAAGAAAGCUUUAACGA GUUAAAGCUUUCUUAAAAAUU -3.8◦C 13.7◦C
3 Methionyl-tRNA合成酶 681 - 703 GAGCCGAAATGCTATTAATATAA AUAUUAAUAGCAUUUCGGCUC GCCGAAAUGCUAUUAAUAUAA -8.0◦C 20.7◦C
4 类胡萝卜素乳沟dioxygenase-7 (MAX3 / CCD7) 1385 - 1407 TTGGATTTCATGGATTTTGGTCT ACCAAAAUCCAUGAAAUCCAA GGAUUUCAUGGAUUUUGGUCU 11.3◦C 16.3◦C
1412 - 1434 ATGTTTCACGCAGTACTGTAAAT UUACAGUACUGCGUGAAACAU GUUUCACGCAGUACUGUAAAU 20.2◦C 21.1◦C
1427 - 1449 CTGTAAATAGCCCAGTTTTAAAG UUAAAACUGGGCUAUUUACAG GUAAAUAGCCCAGUUUUAAAG 4.9◦C -2.3◦C

表1:为基因siRNAs候选人的最终名单。

策略二世(基因转移通过高度):过去几年前做了一个广泛的研究水平基因转移寄生植物尤其是寄生菌。基于这些研究和总结已经发现约有42基因水平从主机转移到家庭列当科包括Orobanche aegyptiaca从不同rosids远亲寄生植物。他们中的一些人已经在寄主植物和检查他们的存在芸苔属植物juncea通过使用BLASTP, BLASTN NCBI SRA爆炸。一些存在,但有一些序列相似性和一些序列被限制只能寄生植物意味着他们在寄主植物缺席。这些序列筛选,选择根据他们的角色在寄生虫的发展。的siRNA设计这些基因可以使用更多的潜在的新的目标。我和细胞色素p450(白蛋白表1)是两个。校准和系统发育分析是通过使用上述软件和工具。

策略III(光合基因中发现Orobanche aegyptiaca):众所周知,植物Orobanche aegyptiaca是non-photosynthetic已经失去了光合作用的基因。但最近的研究证明了光合作用的基因,它已经失去了功能。这个信息是进一步分析总结。这些基因和检查下选择。净化选择了使用拟南芥作为模式植物。42叶绿素的基因被发现Orobanche aegyptiaca。许多中发现in-silico研究,但研究仅限于只有42基因,因为他们是叶绿素。是可能的Orobanche aegyptiaca可以使用这些基因对其机械在早期发展即发展成熟的吸器。基于这些假设这些候选人用于净化选择和使用PAML和data-monkey(网络服务器)和HYPHYMP。NCBI ORF仪用于获得基因开放阅读框。PPGP工厂网站是被考虑的基因组Orobanche aegyptiaca。运用植物的拟南芥lyrata网站是用于验证光合基因从基因组组装的Orobanche aegyptiaca拟南芥lyrata接口。在上面的分析中提到的工具用于对齐,爆炸,核设计和序列检索。

结果

独特的礼物HGT基因

基因的研究已经做了通常出现在寄生植物Orobanche aegyptiaca和寄主植物芸苔属植物juncea以及其他的亲戚。芸苔属植物显著,芸苔属植物olerecea芸苔属植物拉伯。几个候选人中独特的存在Orobanche aegyptiaca发现这些候选人可以用于目标通过小干扰RNA (siRNA)。除了有16个基因存在于所有芸苔属植物寄主植物可以用于进一步分析的高度在寄生虫芥末的物种。图5表2显示基因的名称和数量的基因被发现在所有上述的物种。

journal-plant-genetics-breeding-Venn-diagram

图5:维恩图:它显示了水平的候选人从远亲rosids列当科植物。这里我们有了芥末的特殊经济重要。这个图给出了一个关于这些基因在宿主植物的存在和寄生植物。

芸苔属植物显著 芸苔属植物拉伯 芸苔属植物olerecea Orobanche aegyptiaca
细胞色素P450 细胞色素P450 细胞色素P450 细胞色素P450
Cysteine-rich受体激酶 Cysteine-rich受体激酶 Cysteine-rich受体激酶 Cysteine-rich受体激酶
BTB / POZ BTB / POZ BTB / POZ 蛋白酶体α亚基类型
抗病蛋白 抗病蛋白 抗病蛋白 抗病蛋白
锚蛋白重复家族蛋白质 锚蛋白重复家族蛋白质 锚蛋白重复家族蛋白质 莨菪碱6-dioxygenase-like
Valyl-tRNA合成酶 Kelch modif与半乳糖氧化酶有关 Kelch modif与半乳糖氧化酶有关 锚蛋白重复家族蛋白质
Methionyl-tRNA合成酶 Valyl-tRNA合成酶 Valyl-tRNA合成酶 Kelch modif与半乳糖氧化酶有关
Histidine-tRNA连接酶 Methionyl-tRNA合成酶 Methionyl-tRNA合成酶 保利(A)聚合酶
核糖体蛋白向 tRNAHis guanylyltransferase Histidine-tRNA连接酶 Nucleolin 2
ABC转运蛋白C家庭成员3 Histidine-tRNA连接酶 核糖体蛋白向 Valyl-tRNA合成酶
胞质嘌呤5-nucleotidase 核糖体蛋白向 ABC转运蛋白C家庭成员3 Methionyl-tRNA合成酶
α/ beta-Hydrolases ABC转运蛋白C家庭成员3 胞质嘌呤5-nucleotidase tRNAHis guanylyltransferase
Tubulin-specific女伴D 胞质嘌呤5-nucleotidase α/ beta-Hydrolases Histidine-tRNA连接酶
保利(ADP核糖)glycohydrolase α/ beta-Hydrolases Tubulin-specific女伴D 核糖体蛋白向
核孔复合体蛋白 Tubulin-specific女伴D 保利(ADP核糖)glycohydrolase ABC转运蛋白C家庭成员3
Ubiquitin-like-specific蛋白酶1 保利(ADP核糖)glycohydrolase 核孔复合体蛋白 胞质嘌呤5-nucleotidase
锌手指,GRF-type 核孔复合体蛋白 锌手指,GRF-type 白蛋白我(28)
FBD-associated盒蛋白质 锌手指,GRF-type FBD-associated盒蛋白质 α/ beta-Hydrolases
FBD-associated盒蛋白质 Uroporphyrinogen-III合酶 Tubulin-specific女伴D
Uroporphyrinogen-III合酶 帽子转座子 保利(ADP核糖)glycohydrolase
Valyl-tRNA合成酶 假定的先兆Transposase-derived核酸酶 核孔复合体蛋白
Methionyl-tRNA合成酶 MULE转座酶 Ubiquitin-like-specific蛋白酶1
FBD-associated盒蛋白质
帽子转座子
MULE转座酶

表2:高度基因Orobanche aegyptiaca甘蓝显著,芸苔属植物olerecea和芸苔属植物拉伯。

高度基因的比较研究不同的校准软件

早些时候术语介绍了水平基因转移在家庭列当科,这些基因并使用MAFFT对齐,肌肉,T-coffee, KALIGN, Clustalω使用FastTree和欺负的进化树。检查了拓扑计算罗宾逊福尔兹距离(图6表3)。同时,其显著性水平检查通过执行两种分析,参数(Wilcoxon测试)和非参数(Kruskal沃利斯测试)。水平转移的基因可以作为候选目标通过核。研究已经表明,MAFFT推断HGT相比其他软件更好。

journal-plant-genetics-breeding-tree-topology

图6:箱线图显示了分配规范化罗宾逊福尔兹ete3距离计算,给出了一个树的拓扑结构。这里的Kalign(对齐工具)给更高的距离。

高度的基因 Clustalω Kalign MAFFT 肌肉 恶作剧 T-Coffee
ABC转运蛋白C家庭成员3 0.06 0.05 0.06 0.06 0.03 0.43
Histidine-tRNA连接酶 0.21 0.72 0.15 0.28 0.46 0.44
Tubulin-specific女伴D 0.18 0.43 0.2 0.25 0.41 0.34
Kelch主题与半乳糖氧化酶有关 0.5 0.69 0.49 0.72 0.53 0.66
莨菪碱6-dioxygenase-like 0.3 0.64 0.26 0.22 0.26 0.42
假定的先兆Transposase-derived核酸酶 0.12 0.53 0.07 0.35 0.21 0.47
假设蛋白质 0.22 0.34 0.17 0.24 0.26 0.52
核糖体蛋白向 0.2 0.2 0.2 0.16 0.16 0.16
MULE转座酶 0.07 0.48 0.07 0.1 0.12 0.22
POSUnknown 0.46 0.51 0.44 0.5 0.47 0.62
帽子转座子 0.26 0.7 0.12 0.15 0.16 0.28
Valyl-tRNA合成酶 0.06 0.47 0.09 0.13 0.17 0.43
Cysteine-rich受体激酶 0.39 0.63 0.37 0.55 0.38 0.57
锚蛋白重复家族蛋白质 0.33 0.47 0.12 0.17 0.41 0.23
Methionyl-tRNA合成酶 0.31 0.52 0.31 0.17 0.24 0.4
蛋白酶体α亚基类型 0.1 0.32 0.06 0.18 0.28 0.37
保利(ADP核糖)glycohydrolase 0.17 0.54 0.04 0.13 0.17 0.24
他tRNA guanylyltransferase 0.22 0.6 0.4 0.44 0.27 0.47
FBD-associated盒蛋白质 0.42 0.79 0.49 0.52 0.51 0.62
帽子转座子 0.47 0.72 0.33 0.38 0.38 0.49
Uroporphyrinogen-III合酶 0.21 0.25 0.12 0.1 0.19 0.23
保利(A)聚合酶 0.31 0.75 0.14 0.45 0.56 0.64
未知的 0.33 0.66 0.17 0.32 0.24 0.41
BTB / POZ 0.12 0.38 0 0.12 0 0
帽子转座子 0.4 0.67 0.26 0.44 0.33 0.58
帽子转座子 0.11 0.72 0 0.06 0.11 0.61
白蛋白我(28) 0.21 0.05 0.05 0.11 0.21 0.11
锌手指,GRF-type 0.3 0.35 0.22 0.32 0.3 0.49
未知的 0.2 0.4 0.13 0.27 0.33 0.27
未知的 0.28 0.55 0.21 0.21 0.17 0.46
未知(26) 0.29 0.53 0.16 0.25 0.2 0.46
未知的 0 0.25 0 0 0 0.25
未知的 0 0 0 0 0 0
抗病蛋白 0.14 0.29 0 0.14 0.21 0.29
未知的 0 0 0 0 0.5 0
细胞色素P450 0.12 0.09 0.07 0.05 0.1 0.12
α/ beta-Hydrolases 0.29 0.33 0.28 0.36 0.3 0.37
胞质嘌呤5-nucleotidase 0.5 0.59 0.15 0.16 0.25 0.36

表3:罗宾逊福尔兹距离计算ete3 HGT基因正的组。

甘露糖6-phosphate还原酶基因芸苔属植物拉伯Orobanche aegyptiaca

基于以前的研究结果显示,M6PR寄生虫根发展是至关重要的和有针对性的通过同源dsRNA在番茄的生产。这种基因序列,和执行对齐基因的同源序列芸苔属植物拉伯Orobanche aegyptiaca(图7)。它发现一个可以使用它和设计核以及目标的寄生虫通过破坏寄生虫的基因功能。

journal-plant-genetics-breeding-Brassica-rapa

图7:基因序列M6PR取自的对齐芸苔属植物拉伯Orobanche aegyptiaca。黄色代表该地区可以核的目标。

寄生虫的基因存在于多种寄生虫

根据第三个战略基因是来自不同的寄生虫包括根&拍摄寄生虫。大约24个基因选择和寻找他们的存在在各种寄生虫包括拍摄植物寄生虫和根植物寄生虫。各种基因的候选人是发现特别礼物。这些数据绘制一些候选基因图8并给出的基因数量表4。有些是常见的在所有选定的植物。这项研究是限制只有那些候选人在寄生虫的发展发挥作用。智慧可以可以得出结论,一个可以把常出现候选人和设计核。siRNAs将用于治疗所有的寄生虫和寄生虫宿主免遭破坏他们。所以,这些候选人可以广泛应用在全球范围内对控制植物寄生虫。

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图8:我们寻找基因通常出现在寄生虫和建立了一个酒吧的阴谋。有基因至少3 - 4这是出现在所有寄生虫和在它们的发展中发挥至关重要的作用。小干扰rna,通过设计可以针对这些基因。

c .粳稻 r . cantleyi 答:sichuanense t .杂色的 美国hermonthica o . aegyptiaca 美国专辑 o . ramosa
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表4:基因在各种常见寄生虫。(0意味着缺席,1意味着存在)。

光合作用基因Orobanche aegyptiaca

早些时候被接受了寄生虫已经失去了光合基因在进化,但在阅读文章是决定寻找光合作用的基因Orobanche aegyptiaca。所有的注释和装配序列被下载从植物寄生虫基因组计划。有42个基因这种植物光合作用和叶绿素的寄生虫。这些基因在运用植物搜索网站但有些不是叶绿素。加入一些数字出现不止一次。精炼后他们一些候选人选择和检查伪基因通过爆炸搜索(表5一个)。同时,分析了使用PAML和计算为每个分支和分支ω在绘制这些值图9。似然比检验的显著性水平检查使用PAML。结果显示强大的净化选择在这些基因。大部分的基因选择数据显示小于1ω值这些基因显示这些基因不是伪基因。提供的细节表5b。基于这些结果可以得出结论,这些基因在植物寄生虫的早期发展发挥至关重要的作用在发展中成熟的吸根。

journal-plant-genetics-breeding-purifying-selection

图9:dN / dS值绘制了基因是受益人在光合作用和血红素辅因子。大多数的基因显示ω(dN / dS)少一个揭示净化选择。

加入不 基因名字 创造价值(爆炸搜索) BLASTN支安打
AT1G74960 叶绿素 4.00 e - 64 2
AT1G77130 不是叶绿素 e-12 e-54 4.00 e-32, 4.00, 4.00, 1.00 e-24 4
AT2G21340 叶绿素 3.00 e - 64 1
AT2G36390 叶绿素 8 e-08 8 e-26 2
AT3G02780 不是叶绿素 6 e-11 5 e-22 2 e-32 3
AT3G11420 不是叶绿素 0.0001 0
AT3G12120 不是叶绿素 5 e-22 5 e-32 7 e-04 3
AT3G12120Arath 不是叶绿素 4 e-36 4 e-36 1 e-24 3
AT3G15940 不是叶绿素 1 e-12 1 e-12 2
AT1G52420 不是叶绿素 0.18 0
AT3G20440 叶绿素 7.00 e-42 1
AT3G25110 叶绿素 4.00 e-19 1
AT3G25780 叶绿素 1.00 e-16 1
AT3G25860 叶绿素 3 e-32 4 e-12 4 e-18 1 e-36 4
AT3G53520 不是叶绿素 1 e - 64、1 e-32 2 e-18, 7 e-55 6 e-05 5
AT3G56910 叶绿素 4.00 e-16 1
AT3G60750 叶绿素 1.00 e-29 1
AT3G62830 不是叶绿素 6 e-56 6 e-52 3 e-56 4 e-22, 1 e - 64 5
AT4G00300 不是叶绿素 0.007 0
AT4G04770 叶绿素 2 e-40 5 e-04 2
AT4G16390 不是叶绿素 0.04 0
AT4G18240 叶绿素 2.00 e-32 1
AT4G20010 叶绿素 1 e-43 1 e-43 2
AT4G25100 叶绿素 7.00 e-33 1
AT4G39030 不是叶绿素 0.066 0
AT5G23310 不是叶绿素 0.003 0
AT5G24300 不是叶绿素 0.011 0
AT5G24300Arabidopsis_thalia 不是叶绿素 0.065 0
AT5G59290 不是叶绿素 4 e-55 2 e-53 7 e-46 6
OrAeIntArathGB1_6547 不是叶绿素 3 e - 86, 3 e - 86, 7 e - 82 3
OrAeIntArathGB1_8294 叶绿素 1.00 e-32 1
OrAeIntArathGB1_15711 叶绿素 1.00 e-19 1
OrAeIntArathGB1_33338 不是叶绿素 3.00 e-44 3
OrAeIntArathGB1_36601 不是叶绿素 0.14 0

表5:基因搜索合奏植物及其BLASTN结果NCBI基因库。

加入不 dN / dS
AT1G52420 1.0709
AT3G15940 0.807175
AT3G53520 0.5287
AT3G56910 0.41492
AT4G00300 0.315188
AT4G04770 0.423511
AT4G18240 3.109
AT4G20010 0.357928
AT4G25100 0.429679
AT5G23310 0.901834
AT5G59290 0.0001
AT2G21340 0.957701
AT3G02780 0.415677
AT1G74960 0.4646723
AT3G20440 0.1810371
AT1G77130 0.938029
AT3G11420 0.409604
AT3G12120 0.0001
AT3G62830 0.54137
AT2G36390 0.441619

表5 b:dN / dS为每个分支选择基因。

讨论

家庭列当科由多种植物寄生虫的毁灭性破坏全球经济重要的农作物包括印度。这种植物的家庭关系未来的研究因为它有植物有不同的特点和影响其他植物在不同程度。目前各种策略包括化学、物理和生物应用控制列当科植物在不同作物包括土豆、番茄、烟草、芥末等油籽芥末毁灭性影响这种植物的家庭。许多除草剂草甘膦、sulfosulfuron imidazolinones已经使用在化学研究。所有这些化合物是合成基于锅研究,有人看到,这些化合物在一定工作在作物也有副作用。此外,这些化合物在市场上太昂贵。在印度的很多地区,农民采用杂草操作来消除这种植物。但在大规模这不是完全视为一种有效的方法去除寄生虫。各种方法和技术建议,其中一些已经被使用在不同的重要经济作物逃脱列当科植物。的Orobanche aegyptiaca有其发芽过程中不同阶段的基础上,一个可以在不同层次上考虑停止它。

一些研究表明生物制剂破坏了它。很少有真菌物种特有的Orobanche aegytpica和引起的疾病。镰刀菌素物种是其中之一。一个案例研究已经完成尖孢镰刀菌orobanchesp.并已经发现真菌代理专门病变引起的Orobanche aegyptiaca。随着这在寄主植物没有引起疾病。但大部分研究没有做在芸苔属植物juncea和Orobanche aegyptiaca在这方面。这也可以是一个好主意,但真菌剂会导致任何疾病芸苔属植物juncea。所以,在这个领域研究需要做的细节。

基因打靶在综合方法可以最好的方法来控制家里的植物寄生虫列当科。我们需要了解所有可能的组合和候选人可以有效的在这种情况下。候选基因的选择是非常艰巨的任务。一个广泛的研究在烟草对已经完成Orobanche ramosaOrobanche aegyptiaca但没有研究一直在进行中芸苔属植物junceaOrobanche aegyptiaca。基于研究文章、文献、评论、案例研究和科学报告,这里得出结论,都有特定的真菌雷竞技苹果下载Orobanche aegyptiaca芸苔属植物juncea。

整个研究发现可以有几种可能性而选择候选基因打靶方法。为实例,真菌剂可以用于我们的目标和本身Orobanche aegyptiaca可用于这一目的。深入研究做了许多研究文章、评论、文学和科学报告。雷竞技苹果下载得到他们的想法后各种基因选择的候选人和执行分析。准备一个临时的候选人名单,可以区分只是根据他们的存在与否的植物Orobanche aegyptiaca,芸苔属植物显著芸苔属植物juncea以及芸苔属植物拉伯候选人名单。然后,一些基因选择和用于研究。使用爆炸搜索、对齐芸苔属植物juncea序列,强烈经历siRNA设计这些候选人。有效候选人命名细胞色素p450, Methionyl-tRNA合成酶,白蛋白,类胡萝卜素乳沟dioxygenase-7 (MAX3)基金设计核。有些是横向转移。siDirect在线工具用于设计siRNA正如上面所讨论的在材料和方法部分。的表6给那些候选人列表可用于目标植物寄生虫通过生产核(1]。上述基因候选人参与植物寄生虫生长的发展。

细菌 真菌
枯草芽孢杆菌QUBC18 尖孢镰刀菌在OrAe
芽孢杆菌atrophaeusQUBC16 f .病菌。在OrCu直角石属
p .荧光QUBC3 f .病菌。在OrAe Orobanchein
铜绿假单胞菌QUBC1 镰刀菌素arthrosporioides在OrAe

表6:真菌和细菌代理用来对付植物寄生虫。

基于字段和锅的研究都会研究已经表明有细菌和真菌剂的抑制结节生长Orobanche aegyptiaca。一些真菌物种直接攻击寄生虫,使病变(表6)。除了各种研究的文章提供了一个深刻的洞察使用类病毒RNA转录后基因沉默。

基于字段和锅的研究都会研究已经表明有细菌和真菌剂的抑制结节生长Orobanche aegyptiaca。一些真菌物种直接攻击寄生虫,使病变(表6)。除了各种研究的文章提供了一个深刻的洞察使用类病毒RNA转录后基因沉默。

寄主植物产生strigolactone作为信号通过信号接收营养更多的数量。指出,这两个Orobanche aegyptiaca芸苔属植物juncea丛枝菌根真菌协会建立有增加的范围接收营养(表6)。植物都有特定的真菌。这是推测,可能有情况寄主植物产生信号通过其真菌和收到的Orobanche aegyptiaca通过其特定的真菌。这里的真菌可能是一个交通信号来自主机的寄生虫。因为它是上面所提到的,一些真菌是特别的Orobanche aegyptiaca。这些候选人可以用来控制寄生虫。

最近,生物压块机是减少污染的新创造。这台机器也将有助于减少色散的植物寄生虫在一定程度上可以增加农民收入,是一个额外的优势利用寄生虫。

进化的研究表明,植物寄生虫Orobanche aegyptiaca是一种non-photosynthetic植物&已经失去了光合作用的基因。几年前也已被发现Orobanche aegyptiaca由光合作用的基因。可以有一些可能性,一个是Orobanche aegyptiaca使用其基因合成食品pre-haustorial依恋阶段。第二个可能性是,它可能会使用这些基因为其他功能。也已经表明,光合基因可能存在但绕过原来的产品和提供的产品在生产其他产品。第三个是,这些基因是否pseudo-genes。识别伪基因有点艰难,但一定程度上可以保证基于一些先前的研究来识别它们。结果证实使用PAML和HYPHY。建议这些基因进行功能在早期开发的寄生虫。似然比检验检查显著性水平进行光合作用的基因。基于这项研究得出结论,他们不是pseudo-genes他们扮演的角色在一定程度根寄生植物的发展Orobanche aegyptiaca

结论

结论人能说,有几个关键基因在种子发芽,根发展和增长是与植物激素的变化和其他途径。有基因通过水平基因转移获得的植物寄主植物的寄生虫。这些基因可能作为新目标控制Orobanche aegyptiaca。这些基因被q-PCR验证,他们的水平在种子萌发实验验证。一些基因识别和设计核与他们的熔点和减少种子序列。这些基因在植物寄生虫发展至关重要的作用。候选人为目标在我们的研究中发现包括细胞色素p450, Methionyl-tRNA合成酶,白蛋白,类胡萝卜素乳沟dioxygenase-7 (MAX3)。使用核,为这些候选人可以用来治疗植物寄生虫Orobanche aegyptiaca这样可以节省经济作物之一芸苔属植物juncea从这个寄生虫和提高产量以及改善这些经济重要作物的生育。上述基因候选人在信号转导,有助于植物生长和植物激素通路。

根据研究结果发现可以假设mannose-6磷酸还原酶酶的基因编码产生横向转移芸苔属植物拉伯。进一步,这可以通过q-PCR验证,可以作为一个目标Orobanche aegyptiaca

植物寄生虫Orobanche aegyptiaca光合作用的基因。在这项研究中得出Orobanche aegyptiaca使用光合基因在早期发展。终端吸根的形成可能包括信号来自光合作用的基因。光合基因编码的叶绿素和血红素。它已经结束Orobanche aegyptiaca光合作用基因可能有助于生产血红素形成和叶绿素和叶绿素b。这意味着光合基因替代函数Orobanche aegyptiaca。在植物寄生虫光合基因不是伪基因。他们在一定程度上对植物至关重要。第二个假设的观点是,这些基因显示他们的存在,因为他们是不断发展的,它可以在未来可能成为非功能完全。这些基因可以作为新的目标为控制寄生虫。在研究中发现,有很多真菌代理联系在一起Orobanche aegyptiaca芸苔属植物juncea。一些真菌是专门本地化与植物寄生虫和寄生虫导致患病的工厂。假设是真菌协会之间的信号转导可能交通宿主和寄生虫。在未来,每个人都应该从这些候选人,如真菌,包括新的目标。它可以成为这一领域的标志。相反,有一些酶存在于真菌和细菌降解细胞壁的植物细胞。这些可以使用潜在的候选人。

未来的视角

能辨出别互动是最有趣的生物学领域之一。而且,人们正试图看到信号转导机制与植物寄生虫。在未来,真菌协会在信号转导中的作用可以解释在开始系统。可以使用一些病变引起真菌作为控制目标,可能是有用的Orobanche aegyptiaca侵扰在作物和它可以挑战那些代理确定合适的策略。除了真菌酶可用于降解细胞壁的植物寄生虫。有许多真菌酶数据库的所有信息。但这将是一个挑战来确定合适的候选人和分层的候选人。同时,在未来需要高调的技术和工具以及算法寻找那些候选人和应用技术。植物寄生虫光合基因和那些没有pseudo-genes。所以,这些基因可以用来改变任何功能的植物寄生虫离开寄主植物。需要一个详细的研究对这plant-hostparasite系统。一种可能性是,这些基因可以有一些其他功能,由于他们展示他们的存在。这可以验证,如果在这方面进行进一步的研究。 Another hallmark regarding plant parasite is that it acquires DNA, mRNA and protein from many hosts. But no study is reported from host Brassica juncea. It can be possible that this plant parasite follows horizontal gene transfer. So, it is still a question how the plant parasite transports horizontally transferred mRNA, protein and nuclear as well as mitochondrial DNA from various hosts to its other parts. One possibility is that they use plasmodesmata for transferring any kind of material from its host. Further efforts are needed in this regard. Using fungal agents, one can think to design transgenic mustard like BT cotton. Apart from that the genome ofOrobanche aegyptiaca与低覆盖率测序。将军是244左右。所以,在未来的工作可以进行和基因组测序和高覆盖率值好将军。人口统计人口分析寄生虫和主机上也可以做。在未来,人们可以了解这些植物的人口模式,可以推断出一些重要的结论。它将有助于理解这两种植物在广泛的水平之间的关系。基于这些结论可以认为干扰植物寄生虫的机械,提高宿主植物的生产以及生育。

承认

我要感谢Nagarjun Vijay博士和特提供实验室开展我的研究在改变我的研究工作和指导我。我要感谢Pratibha Choudhary女士准备数据和支持在我的研究中我要感谢iis博帕尔和MHRD提供基金在开展研究工作。我想感谢MHRD激励。

引用