ХАРАКТЕРИСТИКА ГРОЗДЕЙ
Грозди небольшие, имеют цилиндрическую или цилиндроконическую форму. Одна кисть имеет длину до 15 см и весит 200-250 грамм. Ягоды располагаются рыхло. Цвет виноградин черный, с синеватым лоском.

Ягоды округлые, диаметром 1-1.5 см. Кожура плотная, но тонкая. Мякоть светлая, имеет зеленоватый оттенок, содержит много сока. Вкус обычный, виноградный. Иногда во вкусе чувствуется кислинка. Сахаристость 23%.

Этот сорт можно употреблять как в сыром виде, так и делать с него соки и компоты. Также из него делают виноградный уксус и винную кислоту. Хорошо переносит перевозку, не теряя своего исходного вида.

МОРОЗОУСТОЙЧИВОСТЬ
Сорт Амурский имеет морозоустойчивость до -40 градусов Цельсия. Это позволяет выращивать его даже в самых северных регионах, без укрытия на зиму.
 
ПЛЮСЫ И МИНУСЫ СОРТА АМУРСКИЙ
Достоинства сорта: 

в связи с высокой морозоустойчивостью используется для вывода новых сортов;
хорошо переносит ранние осенние заморозки, которые к тому же делают его плоды более сладкими;
хорошо противостоит болезням и вредителям;
высокие показатели урожайности;
возможность дальней транспортировки;
имеет широкое применение в пищевой отрасли;
кусты больших размеров и быстро растут;
после пересадки приживается на любых почвах;
в связи с сильным ростом в высоту используется для озеленения.
Минусы сорта Амурский: 

учитывая высоту роста, большинство урожая невозможно собрать;
для хорошей урожайности растение требуют постоянной обрезки;
ягоды не впечатляют своими вкусовыми качествами.

Выбор времени посадки зависит от выбранного способа размножения. Если размножение проводят отводами, лучшим временем будет весна. За лето отвод прорастет и хорошо укоренится. Прививку черенка можно делать как весной, так и осенью. Единственное, что при прививке осенью, подвой нужно будет хорошо укрыть, для сохранения влаги в нем. Лучшим временем для посадки семян будет осень.

Семена сажают после сбора урожая. Их помещают в землю на глубину 2-3 см. Высадку саженцев проводят поздней весной. Для этого выкапывают яму размером 0.6х0.6х0.6 метра. На дно сипят 10 см слой щебня, для дренажа. Поверх дают слой плодородной почвы и удобрений. Для того чтобы корни саженца не обгорели сверху дают еще слой обычного грунта. Перед посадкой саженец ставят на сутки в воду. Далее его помещают в яму и засыпают почвой до уровня корневой шейки. После посадки под каждый саженец выливают два-три ведра воды и мульчируют грунт вокруг него.

При размножении прививкой черенков, подвой и черенок необходимо заранее подготовить. Черенки зачастую заготавливают осенью и хранят в песке до весны. Весной их парафинируют и срезают. Одна сторона черенка ставится в раствор со специальной жидкостью для усиления корнеобразования. На подвое делают раскол, в который помещают черенок и обвязывают это место плотной тканью.
 
ОСОБЕННОСТИ УХОДА
Особенности виноград АмурскийСорт Амурский требует регулярного полива только в молодом возрасте, пока его корни не полностью развились. Зрелые виноградники этого сорта не боятся засухи, хотя весенние поливы не будут лишними.

После полива грунт вокруг куста мульчируют, для сохранения влаги.

Этот сорт не требует укрытия на зиму, так как хорошо переносит даже самые большие морозы. Но молодой саженец еще не обладает такой стойкостью, поэтому его лучше укрыть.

Так как куст этого сорта растет очень быстро, он требует постоянной обрезки, иначе рискует стать декоративным растением, которое не дает урожая.

А вот в удобрении виноград Амурский практически не нуждается. Подкармливать его достаточно раз в год, используя минеральные удобрения.

Для защиты от болезней и вредителей кусты необходимо время от времени опрыскивать специальными растворами.

Чубуки и саженцы винограда Амурского (Vitis amurensis)

(Vitis amurensis)

В природе амурский виноград распространен на Дальнем Востоке России (Приморский край и юг Хабаровского) и в северо-восточных провинциях Китая. Растет он в кедрово-широколиственных лесах, но чаще встречается в долинах рек и ручьев, на прогалинах, опушках леса, нижних и средних склонах гор, по островам крупных рек. Лучше всего развивается на вырубках и гарях, где образует местами густые, труднопроходимые заросли. В лесах лозы амурского винограда в поисках света поднимаются на вершины деревьев и оплетают их или стелются по кустарникам, травам, пням и камням. В культуре с 50-х годов XIX столетия. Является реликтом доледниковой субтропической растительности Дальнего Востока.

Лиана со стволом 5—10 см в диаметре и длиной до 15—18 м, встречаются изредка лозы длиной до 20—25 метров. Усики винограда способны совершать круговые движения, благодаря этому они обвивают ветви соседних растений (деревьев) и другие опоры. Кора темная, шелушащаяся продольными полосами на старых побегах. Молодые побеги — зелёные или красноватые, к осени становятся красно-бурыми. Листья сильно варьируют по форме. Они могут быть цельными, трёх- или пятилопастными, яйцевидными или округлыми, сводчатыми у основания. Размер колеблется от 9 до 25 см. Края с острыми и округло-треугольными пильчатыми зубцами. Сверху голые, снизу густо покрыты короткими щетинками. Осенью приобретают яркие тона — красные, жёлтые, оранжевые, коричневатые. Начало распускания листьев в местах природного произрастания — первая декада мая, листопад — первая половина октября.

Плоды винограда амурского, шаровидные чёрные или фиолетовые, иногда тёмно-синие ягоды от очень кислых до сладких; диаметром в основном до 12 мм, с толстой кожицей. У отдельных форм содержание сахара в плодах доходит до 22—23 %. Созревают в конце сентября. Мякоть ягод сочная, как правило, кисловатая. Грозди могут быть крупными, сравнимыми по числу ягод (но не по массе) с гроздями культурного винограда. В исключительных случаях длина гроздей достигает 25 см, а масса — 250 г (обычно 20—70 г).

В отличие от культурного вида амурский виноград — двудомное растение. Встречаются лианы с двумя типами цветков — мужскими и женскими, но иногда в природе находят растения с обоеполыми цветками. Можно сажать растения того и другого пола, но можно и ограничиться посадкой лиан с функционально женским типом цветения. В последнем случае ягоды будут совсем мелкие и урожай — ниже, но зато все ягоды окажутся бессемянными, кишмишными. Согласитесь, это — приятное для садовода качество. А при нормальном опылении в плодах амурского винограда насчитывается от 1 до 3 (редко 4) мелких семян.

Все виды винограда в той или иной степени довольно теплолюбивы. Лишь виноград амурский выносит зимние температуры до — 45 °C, а корнеобитаемого слоя почвы до −16 °C .

Растет быстро, за год побеги отрастают на 2,5 м. Светолюбив, дымо- и газоустойчив, может применяться для озеленения промышленных предприятий. 

Но в озеленении амурский виноград больше всего ценится за нарядную осеннюю окраску листьев, которые могут быть красными, розовыми, алыми, оранжевыми и удачно сочетаются с темно-синими гроздями. Лиану используют для украшения фасадов жилых домов, беседок, арок и прочих малых архитектурных форм. Если изгородью служит металлическая сетка, то очень хорошо сажать амурский виноград вдоль нее. А вот рядом с плодовыми деревьями и ягодными кустарниками размещать его нежелательно. Мощная лиана — длина ее достигает 5-10 м, а порой и 18-25 м — может легко заглушить своих соседей.

Статьи о винограде

Расшифровка генома Vitis amurensis поможет выяснить причины морозостойкости винограда

Исследователи из Института ботаники Китайской академии наук (IBCAS) вместе с отечественными и зарубежными учеными расшифровали на уровне хромосом геном амурского винограда — Vitis amurensis Rupr., что позволило по-новому взглянуть на устойчивость виноградной лозы к морозу и заморозкам.

V. amurensis — дикий сорт винограда, широко распространенный в Восточной Азии, в тайге. Он считается идеальным для выращивания в холодных регионах, так как он может выжить при чрезвычайно низких температурах   ниже минус 30 ° C.

Виноград этого вида широко использовался в качестве донора морозостойкости в селекционных программах ВНИИВиВ им. Я.И. Потапенко и селекционером А.И. Потапенко. Однако, хотя V. amurensis изучается в течение уже практически 80 лет, механизм его устойчивости к холоду до сих пор не ясен.

Исследователи составили качественную карту V. amurensis, которая заложила основу для изучения механизма холодоустойчивости виноградного растения.

Они обнаружили, что у винограда может существовать другой механизм регулирования между реакцией на понижение температуры и мороз. Такие гены, как как MYB14 и CBF3, играли важную роль в первой реакции растения на переохлаждение, в то время как одним из важных факторов, влияющих на повреждение винограда от морозов, может быть метаболизм углеводов.

Кроме того, исследование и транскриптомный анализ показали, что для выживания спящих почек винограда в суровую зиму очень важен уровень экспрессии фосфоглицераткиназы, ключевого гена в пути гликолиза.

Из ДНК V. amurensis был выделен ген PAT1, который участвует в цепочке синтеза и опосредовановлияет на биосинтез жасмоновой кислоты (JA), которая улучшает морозостойкость винограда. Эти данные указывают на то, что ген PAT1 может играть важную роль в устойчивости виноградных лоз к холоду.

Расшифрованная последовательность генома винограда вида  V. amurensis не только представляет собой ценный ресурс для селекционеров винограда, но также важна для выяснения молекулярных механизмов, участвующих в устойчивости виноградного растения к холоду.

«Основываясь на последовательности генома, мы действительно обнаружили ключевую роль PAT1 в реакции на стресс от холода у винограда. Это может быть очень интересным направлением для повышения устойчивости винограда к морозам и в селекции винограда на морозостойкость», — сказал профессор Лианг Чжэньчан (Liang Zhenchang), автор исследования.

Исследования были опубликованы в журналах The Plant Journal и Plant Physiology.

Еще на эту тему:
Физиологические особенности формирования устойчивости винограда к низким температурам
Устойчивость винограда к морозам и заморозкам
Ученые ищут генетические ключи, обуславливающие морозостойкость винограда
Отбор с помощью ДНК-маркеров увеличивает эффективность селекции

Species not found — Pl@ntNet identify

• Полезни растения 4688 4 064 561
  • Themes
    • Световна флора
    • Полезни растения
    • Плевели
    • Инвазивни растения
    • Полезни растения от тропическа Африка
    • Полезни растения от Азия
  • Europe
    • Западна Европа
  • America
    • Канада
    • САЩ
    • Централна Америка
    • Карибите
    • Амазония
    • Тропически Анди
    • Мартиника
  • Africa
    • Северна Африка
    • Тропическа Африка
    • Реюнион
    • Мавриций
    • Коморски острови
  • Asia
    • Източно Средиземноморие
    • Малайзия
    • Япония
  • Oceania — Pacific
    • Нова Каледония
    • Хавай
    • Френска полинезия
  • Microprojects
    • Les Ecologistes de l’Euzière
    • Дървета на Южна Африка
    • Прованс, Франция
    • LEWA в КЕНИЯ
    • Ordesa
    • Cévennes
    • Mediterranean ornamental trees
  • Gardens by the Bay
    • Градини край залива — Облачна гора
    • Градини край залива — Цветен купол
• Идентификация
• Разгледай
• Приноси
• Groups
• български език

Vitis Amurensis — обзор

3.1 Плодовые культуры, образующие микоризу

Ресурсы микоризной зародышевой плазмы садовых растений чрезвычайно многочисленны. Согласно неполным статистическим данным, известно более 300 фруктовых деревьев, заселенных AMF: Actinidia chinensis , Anacardium occidentale , Ananas comosus , Aronia melanocarpa , Artocarpus heterophyllus 0006 Carica papaya , Cerasus tomentosa , Chaenomelis fructus , Citrus , Cocos nucifera , Coffea arabica , Crataegus pinnatifida , 000 Dimocarpobica, 000 Dimocarpobica 000, Dimocarpobica 000, Dimocarpobica 000 carica , Fortunella , Fragaria ananassa , Ginkgo biloba , Hippophae rhamnoides , Juglans regia , Litchi chinensis , Loniceia0006, Loniceia0006, Loniceia , Mangifera indica , Mangifera persiciforma , Morella rubra , Musa supientum , Olea europaea , Padus asiatica , Passiflora edulis , Persea americana , 9000ylifera Prunus armeniaca , Prunus avium , Prunus persica , Prunus salicina , Psidium guajava , Punica granatum , Pyrus bretschneideriosa , 0005 Ribschneideri , Rubus idaeus , Schisandra chinensis , Syzygium jambos , Theobroma cacao , Vitis amurensis , Vitis spp., Ziziphus jujuba и др. (Wu, 2010).

Короче говоря, ягодные плодовые деревья, за исключением черники и клюквы, относятся к эрикоидному микоризному типу, а остальные — к арбускулярному микоризному типу. Ореховые плодовые деревья представляют собой арбускулярные микоризные растения, за исключением орехов пекан, каштанов и фундука, которые относятся к эктомикоризным грибам.

3.2 Разнообразие микоризных грибов в плодовых культурах

Исследование ресурсов AMF в вечнозеленых плодовых культурах можно проследить до исследования 79 цитрусовых садов и питомников в Калифорнии и 66 цитрусовых садов и питомников во Флориде в 1981 году (Nemec et al., 1981). Между тем, в цитрусовых садах Калифорнии и Флориды были обнаружены Glomus fasciculatus , Glomus macrocarpus , Glomus etunicatus , Glomus constrictus и Sclerocystis sinuosa , а в цитрусовых садах Калифорнии и Флориды было обнаружено monospus цитрусовые сады Калифорнии. Gigaspora margarita и Glomus mosseae также были обнаружены в цитрусовых садах Флориды. Интересным результатом было то, что G.fasiculatus мог сосуществовать с молодыми цитрусовыми деревьями (0–30 лет), а G. constrictus сосуществовать со старыми деревьями (30–70 лет).

Самое раннее исследование ресурсов AMF на лиственных плодовых культурах было проведено Miller et al. (1985). Они исследовали ризосферу яблони в Арканзасе, Калифорнии, Джорджии, Иллинойсе, Индиане, Айове, Канзасе, Кентукки, Массачусетсе, Мичигане, Нью-Йорке, Огайо, Орегоне, Пенсильвании, Вирджинии, Вашингтоне и Висконсине. А 9 подвоев яблони из 18 яблоневых садов ( Malus domestica ) были исследованы на разнообразие AMF.Всего обнаружено 43 вида AMF. Из них идентифицировано 36 видов, а именно: Acaulospora bireticulata , Acaulospora scrobiculata , Acaulospora spinosa , Gigaspora calospora , Gigaspora coralloidea 00050005, Gigaspora coralloidea 000500050005, Gigaspora Gigaspora heterogama , G. margarita , Gigaspora pellucida , Gigaspora reticulata , Gigaspora rosea , Gigaspora verrucosa , Gigaspora verrucosa , Glomus albidum , Glomus etunicatum , G.fasiculatum , Glomus fragile , Glomus geosporum , Glomus hyalosporum , Glomus Invermaium , Glomus macrocarpum , Glomus maculosum , monosporum , G. mosseae , Glomus occultum , Glomus stramentotinctum , Glomus versiforme , Sclerocystis rubiformis и S.sinuosa . Семь видов не идентифицированы, в том числе Acaulospora sp., Gigaspora sp. И Sclerocystis sp. и четыре Glomus sp. Кроме того, A. spinosa , G. coralloidea , G. erythropa , G. gilmorei , G. margarita , G. pellucida , G. reticulata , G. verrucosa . , G. albidum , G. bitunicatum , G. caledonium , G.etunicatum , G. hyalosporum , G. Invermaium , G. maculosum , G. manihotis , G. mosseae , G. occultum , Glomus sp. 2, G. stramentotinctum и G. versiforme могли успешно размножаться в горшках с яблоками и сорго.

В ризосфере цитрановых садов Тройера в Индии встречается 18 видов AMF (Vinayak and Bagyaraj, 1990). Это были G. fasciculatum (три разных экологических вида), G.mosseae (два разных экологических вида), G. albidum , G. macrocarpum , Glomus merredum , Glomus velum , G. monosporum , G. различных экологических видов), G. margarita (два разных экологических вида), Acaulospora sp., Acaulospora laevis и Sclerocystis dussi .

В октябре 2001 г. Ченг и Баумгартнер (2004) исследовали разнообразие AMF на 10 виноградниках в северной Калифорнии.Всего в ризосфере обнаружено 19 видов AMF. Среди них 16 идентифицированных видов: Glomus aggregatum , Glomus cloideum , Glomus Clearum , G. etunicatum , G. fasiculatum , Glomus fistulosum , 000G. Glomus microaggregatum , G. mosseae , Glomus pulvinatum , Glomus scintillans , Glomus sinuosum , Glomus spurcum , occ5000500050005, Entrophospora infrequens и .Кроме того, было три вида AMF, которые не были идентифицированы, и все они принадлежат к Glomus .

Ananthakrishnan et al. (2004) выделили виды AMF на пяти плантациях орехов кешью в Тамил Наду, на юге Индии. Всего обнаружено 23 ресурса AMF, относящихся к 4 родам, в том числе 14 видов Glomus ( G. aggregatum , G. elegatum , G. constrictum , Glomus deserticola , G. fasciculatum ). , г.geosporum , Glomus intraradices , G. macrocarpum , G. microcarpum , G. mosseae , Glomus multisubstensum , G. occultum , Glomus radiatum 0006) и 4 вида Acaulospora ( Acaulospora elegans , Acaulospora foveata , A. laevis и Acaulospora morrowiae ), 3 вида Gigaspora ( Gigaspora 0005 и Gigaspora .margarita ) и 2 вида Scutellospora ( Scutellospora calospora и Scutellospora nigra ). Среди них наиболее многочисленны Glomus , особенно G. aggregatum , G. fasiculatum и G. mosseae наиболее часто встречались в садах.

В ризосфере 14-летних яблонь ( M. domestica ) в традиционных и органических яблоневых садах на юго-западе Бразилии насчитывалось 35 видов ресурсов AMF, 23 из которых были идентифицированы как A.bireticulata , Acaulospora denticulata , A. foveata , A. laevis , Acaulospora mellea , A. morrowiae , Acaulospora rugosa , ata A. scrobic tuberculata , Archaeospora trappei , E. infrequens , Entrophospora kentinensis , G.geosporum , G. Invermaium , G. mosseae , G. microaggregatum , G. spurcum , Paraglomus brasilianum и P. occultum ; 12 видов не идентифицированы, в том числе 4 вида из Acaulospora , 6 видов из Glomus , 1 вид из Gigaspora и 1 вид из Scutellospora (Purin et al., 2006).

Trindade et al. (2006) собрали 67 образцов почвы из 47 коммерческих садов папайи на юго-западе Сальвадора и к северу от Сан-Эспириту, Бразилия, для исследования ресурсов AMF.Выявлено 24 штамма AMF, в том числе Acaulospora delicata , Acaulospora dilatata , Acaulospora longula , A. mellea , A. morrowiae , A. rugombosa , A. scroporabiculata , P. brasilianum , P. occultum , G. etunicatum , G. intraradices , G. macrocarpum , G. mosseae , Glomus Tortuosum los, Scutellosis 5 heterogama , Scutellospora pellucida и Scutellospora persica .Четыре вида не идентифицированы: Gigaspora (один вид), Glomus (один вид), Acaulospora (один вид) и Entrophospora (один вид).

Одним словом, микоризное грибное разнообразие плодовых культур относительно велико в микоризосфере. Он может обеспечить более высокое сообщество AMF в ризосфере плодовых культур, чем в немикоризосфере. В результате микоризосфера обладает большим потенциалом в улучшении роста деревьев и поддержании здоровья почвы плодовых культур.

Vitis amurensis Rupr: Обзор химии и фармакологии

Цель: Vitis amurensis Rupr. из семейства Vitaceae, это сорт винограда, произрастающий на азиатском континенте. Это очень привлекательное растение, широко используемое во всем мире. Он использовался в течение нескольких сотен лет как традиционное китайское растение. Обзор посвящен ботаническому описанию, традиционному использованию, фитохимии и биологической активности Vitis amurensis Rupr.чтобы оценить его терапевтический потенциал.

Методы: В этом обзоре обобщены опубликованные данные, касающиеся ботанических аспектов, традиционного использования, фитохимии и фармакологии Vitis amurensis Rupr., С целью оценки его терапевтического потенциала как важного источника природных соединений с эффективными действиями, полезными для здоровья человека.

Полученные результаты: Vitis amurensis Rupr.в течение нескольких сотен лет использовалась как традиционная китайская трава для лечения странгурии, отека, связанного с ревматоидным артритом, хронического гепатита, нефрита, хронического артрита и травматических кровотечений. Это особенно богатый источник олигостильбенов, флавоноидов и антоцианов, фитохимических веществ, которые обладают антиоксидантным, противовоспалительным, антибактериальным и кардиозащитным действием. Из-за наличия множества биологически активных веществ, различным частям этого растения и отдельным соединениям приписывается широкий спектр фармакологической активности, включая антиоксидантные, противомикробные, противовоспалительные, противоопухолевые, антивозрастные, антимеланогенные, противоопухолевые. -аллергенный и противовирусный.

Заключение: С точки зрения здоровья Vitis amurensis Rupr. представляет отличные возможности для лечения различных заболеваний благодаря своим биологически активным соединениям (кандидатам в лекарства), которые проявляют важную активность, или для разработки новых продуктов.

Ключевые слова: Химия; Фармакология; Vitis amurensis Rupr.

Сравнительное метаболическое профилирование Vitis amurensis и Vitis vinifera во время акклиматизации к холоду

Свободные и высвобождаемые ферментами летучие соединения отличительного Vitis amurensis var. Виноград Зуошаньи в Китае

Идентификация микроРНК из винограда амурского (vitis amurensis Rupr.) Путем глубокого секвенирования и анализа вариаций микроРНК с помощью биоинформатики | BMC Genomics

Анализ последовательностей из библиотеки малых РНК

Для идентификации новых, а также консервативных микроРНК в винограде амурском, диком виде из рода Vitis , библиотеки кДНК малых РНК размером от 15 до 30 нт и построенная с использованием объединенной РНК, выделенной из соцветий, цветов и ягод на различных стадиях развития, была глубоко секвенирована Solexa.Всего из наборов данных секвенирования было получено 19 692 474 считывания. После удаления последовательностей адаптеров и фильтрации считываний низкого качества было получено 18 902 700 (95,99%) чистых считываний, которые включали 6740 185 уникальных последовательностей. Среди чистых считываний 8 706 269 (46,06%) соответствовали геному виноградной лозы, из которых 1 030 053 были похожи на известные miRNA, в то время как другие последовательности принадлежали другим типам РНК, включая некодирующие РНК, тРНК, рРНК, мяРНК или мяРНК. Количество и пропорции этих разнообразных категорий коротких РНК показаны в таблице 1.Из наших наборов данных библиотеки также было замечено, что эти малые РНК имели неравномерное распределение по длине (дополнительный файл 1), где класс, содержащий мРНК длиной 24 нуклеотида, был наиболее распространенным (36,94%), за которым следовали последовательности из 21, 22 и 23 нуклеотидов. классы в таком порядке. Небольшие РНК размером 20-24 нуклеотидов составляли около 85,00% от всех последовательностей, что согласуется с типичными размерами miRNAs из продуктов расщепления Dicer [25].

Идентификация консервативных миРНК в винограде Амур

Чтобы идентифицировать известные миРНК в винограде Амур, мы сначала сравнили последовательности из нашей библиотеки мРНК с известными миРНК из других видов растений, депонированными в miRBase 16.0 http://www.mirbase.org/. Среди 18 902 700 проверенных последовательностей 1 030 053 уникальных последовательности, представляющих 126 консервативных miRNA, оказались ортологами известных miRNA, о которых сообщалось ранее, и которые были консервативными в винограде Amur (дополнительный файл 2). Эти идентифицированные va-miRNAs принадлежат к 27 семействам miRNA и, как было показано, консервативны у различных видов растений согласно сравнительному анализу на основе геномики [26]. Поскольку глубокое секвенирование может предоставить альтернативный способ оценки профилей экспрессии генов, кодирующих белки и / или генов миРНК [27, 28], миллионы последовательностей мРНК амурского винограда, полученные с помощью секвенирования Solexa в этом исследовании, также могут позволить нам оценить численность различных семейств miRNA и даже разных членов данного семейства [18].Это исследование показывает, что семейства va-miRNA демонстрируют резкие различия в количестве копий от 2 до 372 442 (дополнительный файл 2), что указывает на значительное несоответствие их накопления в винограде Амур. Восемьдесят процентов этих va-miRNA имеют более 50 копий, из которых более 1000 копий составляют около 50%, в то время как только четыре va-miRNA (va-miR159a, va-miR159b, va-miR169i, va-miR171h) были секвенированы меньше. более чем в 10 раз (Рисунок 1), что согласуется с предыдущими сообщениями [18, 27, 29] о том, что наиболее консервативные miRNAs высоко экспрессируются в организмах.

Сравнение уровней распространенности консервативных и неконсервативных va-miРНК, идентифицированных с помощью глубокого секвенирования .

Для дальнейшей идентификации расхождения последовательностей ортологичных miRNAs из разных видов растений vitis мы сравнили консервативные ортологичные miRNAs между амурским виноградом и винным виноградом (высвобождаются в miRbase 16.0) [20, 21]. Результаты показывают, что 38 уникальных консервативных последовательностей miRNA демонстрируют расхождение в 1-3 нуклеотида на обоих концах последовательности (таблица 2).Этот феномен был также обнаружен при анализе выравнивания между ортологичными miRNAs из амурского винограда и столового винограда [23], в котором 12 уникальных ортологичных последовательностей имели 1-3 расхождения оснований на концах (Таблица 3). Эти вариации последовательности могут отражать некоторые эволюционные события, которые произошли с miRNAs в виноградной лозе наряду с видообразованием видов, что согласуется с сообщениями в Arabidopsis thaliana и Arabidopsis lyrata [13, 30]. Обратная транскрипция, амплификация или секвенирование также могут быть причиной наблюдаемой дивергенции нуклеотидов [31].

Идентификация неконсервативных va- miRNAs

Среди критических особенностей, которые могут быть использованы для отличия miRNAs от др. малых РНК, является способность фланкирующих последовательностей miRNA сворачиваться назад в структуру шпильки [32].На основе доступной последовательности генома виноградной лозы мы идентифицировали фланкирующие последовательности кандидатных va-miRNA и предсказали их возможность формирования характерных шпилечных структур (дополнительный файл 3). Наш анализ показал, что среди малых последовательностей РНК, соответствующих геному виноградной лозы в этих наборах данных, было 3 537 694 последовательности без какой-либо аннотации, чьи фланкирующие области могли быть подвергнуты вторичному структурному анализу для предсказания новых кандидатов miRNA. Наш поиск этих новых потенциальных miRNA показал, что 128 262 последовательности, принадлежащие 106 уникальным последовательностям, были способны соответствовать новым критериям аннотации miRNA, установленным Meyers et al. [32] и, таким образом, рассматривались как потенциальные новые va-miRNAs (Table 4). Эти недавно идентифицированные va-miRNA имели длину 20-23 нуклеотидов, а отрицательная энергия сворачивания их предшественников варьировалась от -20,8 ккал / моль до -124,6 ккал / моль, за исключением va-miR066 и va-miR082 с -19,7 ккал / моль. , а средняя энергия сворачивания всех этих предшественников составляла около -46,45 ккал / моль, что сходно с таковыми для других предшественников miRNA растений [33]. Хотя va-miR066 и va-miR082 имеют немного более высокую свободную энергию, более -20 ккал / моль, что является одним из критериев аннотации miRNA, наша miR-RACE PCR может подтвердить их настоящую идентичность в амурском винограде (дополнительный файл 4).Кроме того, последовательности-предшественники для этих 106 va-miRNAs могут быть сопоставлены с геномом виноградной лозы, посредством чего 71 полностью соответствует наборам данных ESTs винограда (Таблица 4). Предшественники этих консервативных miRNA имели длину 65-311 нт, из которых 66,1% были длиной 65-150 нт, что аналогично обнаружению, наблюдаемому у Arabidopsis и риса [34]. Что еще более важно, из этих 106 последовательностей va-miRNA 55 начинаются с 5 ‘уридина, который также является важной характеристической особенностью miRNAs. Учитывая, что антисмысловые последовательности miRNA (miRNA *) также являются важным критерием для идентификации miRNA [27, 28, 33, 35], мы также провели поиск miRNA * в наших наборах данных, где в общей сложности 31 miRNA * для новых va- Были обнаружены кандидаты miRNAs, что дает доказательства, подтверждающие их как новые miRNAs.Оставшиеся предсказанные новые miRNA без соответствующей поддерживающей miRNA * можно рассматривать как потенциальные новые miRNA, что может быть связано с тем, что уровень соответствующих miRNA * был слишком низким, чтобы их можно было легко обнаружить. Как сообщалось, средняя частота miRNA * была установлена ​​на уровне около 10% от частоты зрелой miRNA [27], так как довольно много потенциальных новых miRNA в нашей библиотеке имели менее 10 считываний, их соответствующие miRNA * также могли быть гораздо более низкой частоты, следовательно, их нелегко упорядочить.Все характеристики предсказанных miRNA, упомянутые выше, могут указывать на то, что они были потенциально новыми miRNA в винограде Амур. Чтобы дополнительно подтвердить, являются ли эти новые miRNA специфичными для амурского винограда, мы сравнили их с теми, которые были идентифицированы и описаны в других сортах вина и столовой виноградной лозы [20-24]. Результаты показывают, что 72 из 106 вновь идентифицированных miRNA были обнаружены впервые и, таким образом, могут быть специфичными для амурского винограда; в то время как оставшиеся 34, как было обнаружено, также существуют в других vitis и нескольких других видах растений, не являющихся vitis (Таблица 4).

Кроме того, было обнаружено, что число считываний для большинства этих новых va-миРНК было намного ниже, чем у консервативных миРНК (Рисунок 2), что соответствует с предыдущими выводами [10, 13–16], указывающими на то, что новые неконсервативные miRNAs обычно экспрессируются на более низких уровнях и играют некоторые видоспецифичные регуляторные роли во время роста и развития амурского винограда.

3’RACE и 5’RACE продукты ПЦР семи амплифицированных va-miR-SNP, показанные в окрашенном бромидом этидия агарозном геле .Размеры маркеров молекулярной массы нижней и верхней полос составляют 50 п.н. и 100 п.н. соответственно. Дорожки 1-7, 1′-7 ‘являются продуктами 3’RACE (вверх) и 5’RACE (вниз) va-miR156a-SNP, va-miR166a-SNP, va-miR166h-SNP, va-miR169b-SNP, va-miR169l-SNP, va-miR169o-SNP и va-miR171c / d-SNP, соответственно. Размеры продуктов 3’RACE составляют около 83 п.н., а размер продуктов 5’RACE — около 57 п.н.

Валидация miRNAs амурского винограда

Обилие различных miRNA в организме зависит от уровней экспрессии, что может влиять на их число считываний во время секвенирования.Теоретически, чем выше экспрессия miRNA в организмах, тем больше считываний можно секвенировать и тем выше степень точности получения последовательностей во время высокопроизводительного секвенирования. Это указывает на необходимость проверки качества секвенирования новых miRNA, имеющих низкие уровни экспрессии. Очевидные различия в копиях секвенированных miRNA и большое количество низкокопийных miRNAs в этом исследовании предполагают необходимость валидации. Эта проверка может быть легко выполнена с использованием определенного секвенирования продуктов ПЦР и ПЦР, для которого может быть предпочтительным метод miR-RACE из-за его эффективности в проверке точных последовательностей, особенно на обоих концах miRNA [19, 36].В этом исследовании мы выполнили проверку точных последовательностей 20 va-miRNA с низкой численностью (<10 считываний) и 20 va-miRNA с высокой численностью (> 100 считываний), выбранных случайным образом с использованием miR-RACE. 20 va-miRNA с низким содержанием включали 17 новых и 3 консервативных (например, va-miR398b, va-mir399c и va-miR828a), в то время как группа с высокой численностью включала 10 консервативных и 10 новых va-miRNA. Результаты miR-RACE демонстрируют, что все эти 40 потенциальных последовательностей va-miRNA могут быть четко амплифицированы в анализах 3′-miR-RACE и 5′-miR-RACE (дополнительный файл 4).Продукты miR-RACE были клонированы и секвенированы для подтверждения, при этом идентичные результаты были получены как с помощью высокопроизводительного секвенирования, так и miR-RACE, что еще раз подтвердило возможности технологии Solexa в секвенировании библиотек мРНК для обнаружения miRNA, а также подтверждения существования этих miRNA. .

Эволюционная консервация miRNAs в винограде Amur

Чтобы изучить консервацию и эволюционную роль этих идентифицированных va-miRNAs, мы провели два аспекта сравнительного анализа как для консервативных, так и для новых va-miRNAs.С одной стороны, обширное сравнение идентифицированных va-miRNA и известных miRNA у 28 других видов растений (включая Vitis vinifera ) из miRbase 16.0 было выполнено для исследования эволюции идентифицированных консервативных va-miRNA (Таблица 5). С другой стороны, все 106 va-miRNAs, идентифицированные как потенциально новые, были использованы в качестве запрашиваемых последовательностей для выполнения Blastn-поиска по всем нуклеотидным последовательностям в базах данных NCBI для анализа консервации этих новых miRNAs в широком диапазоне видов растений.

Среди консервативных последовательностей miRNA, полученных из амурского винограда, четыре семейства miRNA (va-miR403, va-miR477, va-miR479 и va-miR828) показали сохранение ни в одном более пяти исследованных видов растений, при этом miR828 обнаружена только в родах Vitis и Arabidopsis , что указывает на то, что четыре семейства miRNA обладают специфичностью в узком диапазоне растений. Как и ожидалось, амурский виноград и Vitis vinifera разделяют 27 консервативных семейств miRNA, демонстрируя более высокую консервативность семейств miRNA у этих двух видов виноградных лоз, что также согласуется с их более тесным генетическим родством.Тем не менее, vv-miR845 и vv-miR2111 в Vitis vinifera не имеют ортологов у амурского винограда, при этом vv-miR845 является уникальным для Vitis Vinifera , что подтверждает необходимость исследований miRNA амурского винограда для полного понимания функций miRNA в vitis растения. Мы также обнаружили, что помимо Vitis vinifera , va-miRNAs были намного более консервативными со своими ортологами у тополя, чем у других исследованных видов, при этом в общей сложности 25 семейств miRNA были сохранены между амурским виноградом и тополем; в то время как у амурского винограда не было ортологичных семейств miRNA, Chlamydomonas reinhardtii и Vigna unguiculata .Этот феномен указывает на то, что видообразование растений сопровождалось специализацией miRNAs, играющих видоспецифичные роли.

Для дальнейшего анализа эволюционных уровней последовательностей 106 потенциальных новых va-miRNA, эти miRNA использовали в качестве запросов для поиска в базе данных нуклеотидных последовательностей в NCBI. Результаты анализа в таблице 4 показывают, что 96 из этих va-miRNA не могут быть обнаружены ни в одном другом виде растений, кроме Vitis vinifera , в то время как только десять va-miRNA (va-miR001, va-miR006, va-miR008, va-miR010, va-miR018, va-miR027, va-miR047, va-miR059, va-miR068 и va-miR088) имеют гомологи у других видов растений.Дальнейшее сравнение 96 va-miRNA с vv-miRNA, идентифицированными из других винных и столовых сортов винограда, показало, что 72 va-miRNA были эксклюзивными для амурского винограда, что указывает на то, что они могут быть специфичными для амурского винограда и могут обладать некоторыми специфическими регуляторными функциями во время Рост и развитие амурского винограда. Остальные 24 можно рассматривать как vitis-специфические, поскольку они существуют только у растений из рода vitis.

Анализ данных SNP va-miRNA на основе глубокого секвенирования

Поскольку miRNA представляют собой небольшие функциональные единицы, однонуклеотидные сдвиги в элементах-предшественниках, а также в зрелых последовательностях miRNA могут управлять эволюцией новых miRNA, изменяя их биологические функции [37] .Более того, вариации последовательностей вокруг сайтов процессинга и вариации последовательностей зрелой miRNA, особенно посевной последовательности, могут иметь глубокое влияние на биогенез и функции miRNA [37]. Выявление и характеристика замены одного основания и различий в длине между последовательностями дикого типа и вариантов консервативных miRNAs может быть весьма полезным в исследовании эволюции miRNA в пределах одного вида растений и / или между видами. Мы обнаружили, что из 126 консервативных va-miРНК, идентифицированных в этом исследовании, 70 были секвенированы только в их последовательностях дикого типа, и их число считываний широко варьировалось от 2 до 2337, в то время как оставшиеся 56 консервативных miRNA были обнаружены в обоих вариантах. как последовательности дикого типа, причем копии большинства из них намного меньше, чем копии более поздних.Точно так же мы также идентифицировали ряд вариантов микроРНК с одним основанием в библиотеке малых РНК Fragaria vesca (данные не показаны), что указывает на то, что это явление может быть не случайным событием, вызванным ошибками секвенирования, SNP миРНК могут действительно существовать в небольших количествах. Библиотека РНК. Как сообщается в миРНК печени человека [38], эти варианты также включали однонуклеотидный полиморфизм (SNP) и / или разницу в длине. Чтобы выяснить характеристики этих феноменов вариантов miRNA, SNP, встречающиеся в последовательностях зрелых miRNA, были рассмотрены как miR-SNPs [37], тогда как различия в длине miRNA были описаны как miR-LD.Всего было идентифицировано 43 вида miR-LD и 117 типов miR-SNP из 43 и 56 консервативных va-miRNA соответственно (дополнительный файл 5 и дополнительный файл 6). Даже несмотря на то, что количество типов miR-SNP больше, чем количество miR-LD, количество считываний miR-SNP ниже, чем количество считываний miR-LD, и количество считываний обоих намного ниже, чем у соответствующих диких типов. Чтобы дополнительно подтвердить существование этих вариантных явлений, были случайным образом выбраны некоторые последовательности с вариантными основаниями и подверглись экспериментальной проверке.Здесь miR-RACE использовался для проверки существования десяти miR-LD, семь из которых были успешно валидированы (Рисунок 1). Эти результаты в некоторой степени подтверждают реальность и существование вариантных феноменов (miR-SNP, miR-LD и др.) В последовательностях во время эволюции miRNA.

Следует отметить, что только одна miR-LD могла быть обнаружена в каждой консервативной va-miRNA, в то время как от одного до пяти типов miR-SNP были обнаружены в одной и той же va-miRNA, что позволяет предположить, что вариации последовательностей в исходных последовательностях miRNA могут быть одним из важных факторов, управляющих эволюцией новых miRNA, хотя их численность намного ниже, чем у диких типов.Количество miR-SNP, расположенных в разных членах одного и того же семейства miRNA и в разных семействах miRNA, все отчетливо различается. Хотя семейство va-miR169 имело наибольшее количество членов miRNA с SNP, семейство va-miR166 возглавило список общего количества SNP, за ним следуют семейства va-miR156, va-miR167 и va-miR169 (Рисунок 3). Количество SNP в каждом члене других семейств miRNA было меньше шести. Эти ситуации указывают на возможное расхождение в консервации во время эволюции va-miRNAs.Кроме того, сайты SNP в разных членах некоторых семейств va-miRNA были идентичными или довольно похожими, что может быть отнесено ко всем членам каждой группы, нацеленным на идентичные или похожие гены, благодаря чему различные члены одного и того же семейства miRNA проявляют функциональную консервативность. Лучшим примером этого является семейство va-miR160, где нуклеотидные варианты всех его шести членов (a, b, c, d, e, f) не только существуют в середине своих зрелых последовательностей, но все имеют идентичные miRNA. Сайт SNP. Поскольку этот сайт был расположен в позиции несовпадения miRNA-mRNA, а также в сайте несоответствия у разных членов (Figure 4), этот miR-SNP в семействе va-miR160 вряд ли изменит гены-мишени этих miRNAs.Сайты SNP различных членов в других семействах va-miRNA были явно расходящимися, при этом большинство SNP, расположенных в последовательностях зрелых va-miRNAs, казалось, увеличивало положения несовпадения при связывании miRNA-mRNA, что могло привести к изменениям в их паттернах нацеливания или потере целевые роли, а также стать потенциальной причиной генерации новых miRNA. Лучшим примером этого феномена является расположение SNP в семействе va-miR156, где 15 из 20 SNP создали новые сайты несовпадения из положения совпадения, в котором miRNA связываются со своими генами-мишенями, в то время как возникли вариантные основания других пяти SNP. в исходных положениях несовпадения miRNA и связывающих областях в их генах-мишенях.Это указывает на то, что вариации нуклеотидов внутри этих семейств miRNA, вероятно, являются одной из важных движущих сил в эволюции новых miRNAs, что согласуется с тем, что сообщается в miRNAs Arabidopsis и людей [37-39]. По сравнению с Arabidopsis и человеком эти miR-SNP были менее распространены в винограде Амурский. Различные характеристики сайтов SNP из двух семейств miRNA (va-miR160 и va-miR156), указанных выше, подтверждают, что существует значительная дивергенция в консервации и эволюции miRNA среди разных семейств miRNA.

Распределение количества miR-SNP различных консервативных семейств miRNA в винограде Амур .

Сравнение полиморфизмов сайтов связывания va-miR160a, b, c, d, e и AK373591.1, соответственно . Va-miR160a, va-miR160b, va-miR160c, va-miR160d, va-miR160e, соответственно, показали последовательности дикого типа; miR160a-SNP, miR160b-SNP, miR160c-SNP, miR160d-SNP, miR160e-SNP проявляли типы SNP этих miRNA.

Анализ профилей экспрессии va-miRNA

Высокопроизводительное секвенирование может обеспечить эффективный метод обнаружения профилей экспрессии miRNA, а также идентификации последовательностей miRNA.Обычно высокоэкспрессированные miRNA могут быть секвенированы с высокой скоростью, и может быть произведено большое количество их считываний. Результаты секвенирования Solexa показывают резко разные уровни экспрессии членов разных семейств miRNA [12, 14, 18, 25, 28]. Сравнение количества сходных или разных miRNAs в различных тканях может предоставить ценную информацию для лучшего понимания роли miRNAs. Основываясь на разнообразном количестве миРНК в нашей библиотеке мРНК амурского винограда, случайным образом были отобраны три группы новых va-miРНК, которые удачно названы группами I, II и III.Группа I включала в себя очень распространенные va-miРНК с более чем 4000 прочтений, группа II имела умеренно обильные va-miRNA со 100-4000 прочтений, тогда как группа III имела малообеспеченные va-miRNA с <100 прочтений. Для изучения пространственно-временной экспрессии новых va-miРНК, имеющих различные копии и полученных путем глубокого секвенирования библиотеки смешанных мРНК различных органов и тканей, были случайным образом выбраны шесть va-miRNA на группу (рис. 5) и профили их экспрессии в молодых листьях. крупные листья, стебли, усики, цветы, молодые ягоды и крупные ягоды анализировали с помощью ПЦР в реальном времени (qRT-PCR).Результаты экспрессии qRT-PCR (рис. 5) показывают, что даже несмотря на то, что результат qRT-PCR va-miRNAs в цветках и ягодах на разных стадиях развития нельзя хорошо сравнивать с данными глубокого секвенирования объединенных библиотек sRNA, в целом qRT Уровни экспрессии va-miRNA из цветов и ягод на различных стадиях развития были относительно согласованы с показанными в виде чисел считывания из библиотек глубокого секвенирования sRNAs объединенных соответствующих тканей, подтверждая, что глубокое секвенирование может точно определять уровни накопления miRNA в организмах.Как показано на рисунке 5, профили экспрессии va-miRNA с помощью qRT-PCR в молодых и крупных листьях, стеблях, усиках, соцветиях, цветах и ​​ягодах имеют значительные различия и, таким образом, могут продемонстрировать существование пространственно-временной специфичности уровней экспрессии miRNA. это может дать важную информацию о функциях va-miRNAs. Дальнейший анализ способов экспрессии 18 va-miRNAs в трех группах показал, что 13 va-miRNA экспрессировались в тканях цветов и / или ягод амурского винограда.Восемь va-miRNA экспрессировались только в отдельных исследованных тканях, но уровни их накопления демонстрировали четкие различия, как показано на примере va-miR025, va-miR059 и va-miR072 в цветках, va-miR023 и va-miR056 в молодых ягодах, va-miR056 , va-miR057 и va-miR069 в крупных ягодах и va-miR008, va-miR016, va-miR068 и va-miR097 как в молодых, так и в крупных ягодах. Одна va-miRNA (va-miR031) экспрессировалась только в репродуктивных органах (цветках и ягодах) (Рисунок 5). Эти наблюдения показывают, что характеристики экспрессии большинства новых va-miRNA в этом исследовании были специфичными для цветов и / или ягод, аспект, приписываемый нашей небольшой библиотеке РНК, происходящей из смеси тканей цветов и ягод.Также было замечено, что va-miR015, va-miR018 и va-miR047 экспрессируются повсеместно, но на разных уровнях во всех изученных органах. Эти явления указывают на то, что степень / сила регуляторных ролей miRNA на разных стадиях развития амурского винограда может иметь значительные расхождения. Две другие va-miRNA (va-miR033 и va-miR042) показали другой тип паттерна экспрессии, при котором они экспрессировались в большинстве, но не во всех исследованных тканях. Все эти находки указывают на типичную пространственно-временную специфичность этих новых va-miRNAs.Как правило, профили экспрессии qRT-PCR не только подтверждают существование этих новых miRNA в амурском винограде, но также предполагают, что эти va-miRNA обладают тканевой специфичностью или специфичностью стадий развития, что, в свою очередь, может заложить прочную основу для исследований детальных функций. ва-миРНК.

Профили экспрессии va-miРНК в реальном времени с тремя частотами из библиотеки мРНК глубокого секвенирования в семи тканях винограда амурский . I, II, III обозначают va-miRNA с высокой, средней и низкой частотой в библиотеке глубоко секвенированных мРНК, соответственно; красные стрелки обозначают miRNA, специфичные для цветов и / или ягод.Полосы: молодой лист (диаметром 4 см), крупный лист (диаметром 8 см), стебель (диаметр 0,2 см), усик (диаметр 0,1 см), соцветие (диаметром 0,2 см на зерно), цветок (0,25 см). в диаметре на зерно), молодые ягоды (диаметром 0,8 см) и крупные (диаметром 1,5 см). Каждую реакцию повторяли трижды, и количество матрицы корректировали с помощью 5,8 s рРНК.

Предсказание генов-мишеней va-miRNA

Предсказание генов-мишеней miRNA важно во всесторонних исследованиях функций регуляции генов miRNA.В настоящее время методы биоинформатики, основанные на высокой гомологии между микроРНК и генами-мишенями, считаются одним из наиболее эффективных подходов, используемых для верификации генов-мишеней, и были подтверждены в целом ряде исследований [40–43]. Чтобы лучше понять функции va-miRNA, их предполагаемые мишени были предсказаны с использованием алгоритма BLASTN, основанного на гомологии между miRNA и их генами-мишенями в виноградных лозах, в соответствии с правилами предсказания мишеней, предложенными Allen et al. [44].

Все консервативные va-miРНК (обозначенные как va-miRNA категории I), идентифицированные в винограде Амур, имели свои гомологи в ‘Summer Black’, гибриде V. vinifera и V. labrusca , депонированных и присвоенных им код No GEO: GSE24531 [23], о генах-мишенях этих гомологичных miRNA уже сообщалось [27]. Мы дополнительно исследовали гены-мишени только для 34 неконсервативных и 72 новых miRNA (обозначенных как miRNA категории II). Как правило, большинство неконсервативных miRNAs являются видоспецифичными, и они часто используются, чтобы дать представление об их ортологичных функциях у некоторых растений, таким образом делая прогноз генов-мишеней для неконсервативных miRNAs ключевой предварительной работой.В этом исследовании было предсказано в общей сложности 346 мишеней для 54 из 106 miRNA категории II, при этом большинство (257) вовлечены в широкий спектр физиологических процессов, за исключением 89, функции которых были неизвестны (дополнительный файл 7). . Число предсказанных мишеней на va-miRNA в категории II резко варьировалось от 1 до 103 (дополнительный файл 7). Тридцать четыре из этих va-miRNA имели несколько потенциальных сайтов-мишеней, например, va-miR006, который имеет 103 сайта-мишени, возглавляет список, за которым следуют va-miR081 и va-miR003 с 59 и 33 сайтами-мишенями соответственно.Было предсказано, что у другой 21 va-miRNA будет по одному гену-мишени каждая, что указывает на то, что они могут обладать уникальными функциями в регуляции роста и развития или реакции амурского винограда на стресс окружающей среды. Помимо этого, мы также наблюдали тенденцию, когда несколько членов va-miRNA Категории II нацелены на один и тот же единственный ген и, таким образом, имеют схожие функции, но было неясно, совместно или независимо нацелены ли они на свой пространственно-временной ген, что требует дальнейших действий. изучение.Невозможно предсказать цели для оставшихся 52 микроРНК категории II (дополнительный файл 7), что может быть связано с ограниченным количеством последовательностей EST винограда, доступных в базах данных, и различием видов винограда, используемых в этой работе, и тех, которые используются в EST. последовательность действий.

Чтобы выяснить функции va-miRNA категории II, гены-мишени с функциями, аннотированными для 72 новых va-miRNAs, были сначала проанализированы и классифицированы на четыре группы. Первая группа была вовлечена в стрессоустойчивость, например, устойчивость к болезням (NB-ARC, NBS-LRR, TIR-NBS-LRR, BZIP, EFR (EF-TU RECEPTOR), RPA1, EDM2, WRKY, GRAM, CBS, IBS1 и TGA1) и абиотический i.е. устойчивость к холоду, засухе, воздействию соли и металлического железа (HVA22 I, белок, содержащий повторы TPR, ABRh33, белок RER1B, лактоилглутатионлиаза, белок, содержащий домен SPX (SYG1 / Pho81 / XPR1), и активируемый алюминием переносчик малата). Это указывает на то, что роль этих потенциальных новых miRNAs всесторонне регулируется реакциями на биотический и абиотический стресс, особенно на устойчивость к болезням, холоду и засухе, и объясняет, почему амурский виноград является одной из наиболее важных зародышевой плазмы дикого винограда с относительно сильной стрессоустойчивостью.Вторая группа участвовала в нескольких путях передачи сигналов гормонов (AUX / IAA, гиббереллин, цитокинин, этилен), кальция, апоптоза, сигналов G-белка и мембранного белка и включала Aux / IAA-подобный белок, двухкомпонентный регулятор ответа ARR8, AIL6. , регулятор гена пугала, белок семейства анкириновых повторов, копин III, TOM (мишень myb1), GTPase, белок, содержащий домен GRAM, и интегральный мембранный белок, что указывает на то, что эти новые va-miRNA могут участвовать в важных биологических путях.Третья группа была связана с метаболизмом синтеза, таким как синтез антоцианов (WD40, повторяющийся белок WD, цитохром b5 DIF-F и TTG1), синтез сахара (UDP-глюкоза: гликопротеин, глюкоза) (вакуолярная инвертаза 1 (GIN1) (гексоза) и фермент биосинтеза рамнозы 1 (рамноза)), показывая, что гены-мишени для этой группы новых va-miRNAs могут участвовать в окрашивании ягод и формировании вкусовых качеств. Последняя группа генов-мишеней может контролировать развитие цветков и включает FCA гамма, изоформу 2 AP2-подобного этилен-чувствительного фактора транскрипции AIL6, независимость от яровизации 4 и ген пугала.Интересно, что все указанные выше гены-мишени (LIM, WD, AIL6, GIF1, TGA1.1, WRKY, GRAM, MYB127, BZIP, AUX / IAA и PHD) также были важными факторами транскрипции или подобными регуляторам (дополнительный файл 7). Следовательно, эти новые амур-специфичные miRNA могут играть гораздо более важную роль в регуляции роста, развития и реакции на стресс амурского винограда.

Среди 34 неконсервативных miRNA 14 не имели генов-мишеней, тогда как еще 20 предполагалось, что они нацелены на 45 генов, из которых 10 имеют неизвестные функции.Функции других 35 генов-мишеней включают регуляцию метаболических ферментов (кальциевая АТФаза типа IIB, убиквитин-протеинлигаза E3 SINAT2, карбоксилэстераза, оксидоредуктаза), процесс развития роста (целлюлозосинтаза D4), стрессовые реакции (домен LRRNT_2, содержащий белок и повторы TPR. -содержащий белок), трансдукцию сигнала (кальциевая АТФаза типа IIB и мембранный белок WD-повтора) и важные факторы транскрипции, связанные с развитием цветка (фактор транскрипции AP2D23, белок PHAP2A, белок PHAP2B и гомолог 5 белка, связывающего промотор Squamosa).Эти данные согласуются с данными предыдущих отчетов о различных видах vitis [20–24] и других видах растений [11, 14–16, 34].

Проверка потенциальных генов-мишеней va-miRNA с использованием 5′-RLM-RACE

Для проверки природы потенциальных мишеней miRNA и изучения того, как va-miRNA регулируют свои гены-мишени, был проведен модифицированный эксперимент RLM-RACE. Процедуру RLM-RACE успешно использовали для картирования сайтов расщепления в пяти предсказанных генах-мишенях va-miRNA. GSVIVT00011815001 , GSVIVT00023070001 , GSVIVT00026343001 , GSVIVT00025360001 и GSVIVT00033078001 были подтверждены в качестве реальных целей для va-va-mi-v0-va-v0-v0-mi-v0-v0-mi, mi-v0-v0-mi-v0-v0-v0-mi, соответственно 5′-концы во фрагментах мРНК, картированных с нуклеотидом, который спаривается с десятым или девятым нуклеотидом каждой миРНК с более высокими частотами, чем изображено для каждого спаривающегося олиго (рис. 6).Было обнаружено, что все пять предсказанных мишеней имеют специфические сайты расщепления, соответствующие комплементарным последовательностям miRNA (Рисунок 6), и могут регулироваться пятью va-miRNA. GSVIVT00011815001 , GSVIVT00023070001 , GSVIVT00026343001 , GSVIVT00025360001 , GSVIVT00033078001 , связывание фактора транскрипции этилена, зависимого от изоформы 2 AP6-транскрипции, транскрипционный фактор, зависимый от изоформы 2 AP6-AP2-AP2 и белок, содержащий домен Betv I (дополнительный файл 7).

Картирование сайтов расщепления мРНК с помощью опосредованной РНК-лигазой 5 ‘RACE . Каждая верхняя цепь (черная) изображает miRNA-комплементарный сайт в мРНК-мишени, а каждая нижняя цепь (розовая) изображает miRNA. Показаны пары Уотсона-Крика (вертикальные штрихи), пары колебаний G: U (кружки) и пары несовпадающих оснований (X). Стрелки указывают 5′-концы фрагментов мРНК, выделенных из винограда Амур, как идентифицировано с помощью клонированных продуктов 5’RACE, с указанием частоты клонов.Подсчитываются только клонированные последовательности, которые соответствуют правильному гену и имеют 5′-концы в пределах окна 100 нуклеотидов, центрированного на комплементарном сайте miRNA. Частичные последовательности мРНК из генов-мишеней выравнивали с миРНК. Цифры указывают долю клонированных продуктов ПЦР, оканчивающихся в разных положениях.

Файл: Vitis amurensis.jpg — Wikimedia Commons

Этот файл содержит дополнительную информацию, такую ​​как метаданные Exif, которые могли быть добавлены цифровой камерой, сканером или программным обеспечением, используемым для их создания или оцифровки.Если файл был изменен по сравнению с исходным состоянием, некоторые детали, такие как временная метка, могут не полностью отражать данные исходного файла. Отметка времени точна ровно настолько, насколько точны часы в камере, и она может быть совершенно неправильной.

Открытия на китайском геноме Vitis amurensis Холодное размножение виноградного сока Академия наук

Исследователи из Института ботаники Китайской академии наук (IBCAS) вместе с отечественными и зарубежными сотрудниками выпустили геном на хромосомном уровне Vitis amurensis (Шанпутао) и по-новому взглянули на холод и морозостойкость виноградной лозы.

V. amurensis — дикий сорт винограда, широко распространенный в Восточной Азии. Он считался идеальным растительным материалом для выращивания винограда, устойчивого к холоду, поскольку он может выжить при чрезвычайно низких температурах ниже -30 ° C. Хотя V. amurensis изучается в течение нескольких десятилетий, механизм его устойчивости к холоду до сих пор не ясен.

Исследователи составили качественную карту V. amurensis , которая заложила основу для изучения механизма холодоустойчивости виноградной лозы.

Они обнаружили, что может существовать другой механизм регулирования между реакциями на охлаждение и замораживание винограда. Гены, такие как MYB14 и CBF3 , играли важную роль в ранней реакции на переохлаждение, в то время как метаболизм углеводов также мог быть одним из важных факторов, влияющих на повреждение винограда от замораживания.

Кроме того, полногеномное исследование ассоциации и транскриптомный анализ показали, что уровень экспрессии фосфоглицераткиназы, ключевого гена в пути гликолиза, важен для выживания спящих почек винограда в суровую зиму.

Согласно геному, ген PAT1 ( Phytochrome A signal transduction 1 ), член семейства GRAS, был клонирован из V. amurensis . Было обнаружено, что белок PAT1 может активировать экспрессию гена ЛИПОКСИГЕНАЗА 3 путем взаимодействия с белком INDETERMINATE-DOMAIN 3, тем самым способствуя биосинтезу жасмоновой кислоты (JA), которая улучшает холодоустойчивость винограда. Эти данные показали, что ген PAT1 может играть важную роль в устойчивости винограда к холоду.

«Последовательность генома Шанпутао не только представляет собой ценный ресурс для виноградарей, но также важна для выяснения молекулярных механизмов, участвующих в толерантности к холоду. Основываясь на последовательности генома, мы действительно обнаружили ключевую роль PAT1 в холоде. стрессовая реакция винограда за счет регуляции биосинтеза JA. Это может быть очень интересным направлением для повышения устойчивости винограда к холоду при селекции », — сказал профессор ЛИАНГ Чжэньчан, автор переписки.