Genome-wide and comparative phylogenetic analysis of senescence-associated NAC transcription factors in sunflower (Helianthus annuus)

Autores
Bengoa Luoni, Sofia Ailin; Cenci, Alberto; Moschen, Sebastián Nicolás; Nicosia, Salvador; Radonic, Laura Mabel; Sabio y Garcia, Julia Veronica; Langlade, Nicolas B.; Vile, Denis; Vazquez Rovere, Cecilia; Fernández, Paula del Carmen
Año de publicación
2021
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
Background: Leaf senescence delay impacts positively in grain yield by maintaining the photosynthetic area during the reproductive stage and during grain filling. Therefore a comprehensive understanding of the gene families associated with leaf senescence is essential. NAC transcription factors (TF) form a large plant-specific gene family involved in regulating development, senescence, and responses to biotic and abiotic stresses. The main goal of this work was to identify sunflower NAC TF (HaNAC) and their association with senescence, studying their orthologous to understand possible functional relationships between genes of different species. Results: To clarify the orthologous relationships, we used an in-depth comparative study of four divergent taxa, in dicots and monocots, with completely sequenced genomes (Arabidopsis thaliana, Vitis vinifera, Musa acuminata and Oryza sativa). These orthologous groups provide a curated resource for large scale protein sequence annotation of NAC TF. From the 151 HaNAC genes detected in the latest version of the sunflower genome, 50 genes were associated with senescence traits. These genes showed significant differential expression in two contrasting lines according to an RNAseq assay. An assessment of overexpressing the Arabidopsis line for HaNAC001 (a gene of the same orthologous group of Arabidopsis thaliana ORE1) revealed that this line displayed a significantly higher number of senescent leaves and a pronounced change in development rate. Conclusions: This finding suggests HaNAC001 as an interesting candidate to explore the molecular regulation of senescence in sunflower.
Fil: Bengoa Luoni, Sofia Ailin. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina
Fil: Cenci, Alberto. Institut National de la Recherche Agronomique; Francia
Fil: Moschen, Sebastián Nicolás. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional Tucuman-Santiago del Estero. Estación Experimental Agropecuaria Famaillá; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
Fil: Nicosia, Salvador. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina
Fil: Radonic, Laura Mabel. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina
Fil: Sabio y Garcia, Julia Veronica. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina
Fil: Langlade, Nicolas B.. Institut National de la Recherche Agronomique; Francia
Fil: Vile, Denis. Université Montpellier II; Francia
Fil: Vazquez Rovere, Cecilia. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina
Fil: Fernández, Paula del Carmen. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina
Materia
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LEAF SENESCENCE
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Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
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Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
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The main goal of this work was to identify sunflower NAC TF (HaNAC) and their association with senescence, studying their orthologous to understand possible functional relationships between genes of different species. Results: To clarify the orthologous relationships, we used an in-depth comparative study of four divergent taxa, in dicots and monocots, with completely sequenced genomes (Arabidopsis thaliana, Vitis vinifera, Musa acuminata and Oryza sativa). These orthologous groups provide a curated resource for large scale protein sequence annotation of NAC TF. From the 151 HaNAC genes detected in the latest version of the sunflower genome, 50 genes were associated with senescence traits. These genes showed significant differential expression in two contrasting lines according to an RNAseq assay. An assessment of overexpressing the Arabidopsis line for HaNAC001 (a gene of the same orthologous group of Arabidopsis thaliana ORE1) revealed that this line displayed a significantly higher number of senescent leaves and a pronounced change in development rate. Conclusions: This finding suggests HaNAC001 as an interesting candidate to explore the molecular regulation of senescence in sunflower.Fil: Bengoa Luoni, Sofia Ailin. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Cenci, Alberto. Institut National de la Recherche Agronomique; FranciaFil: Moschen, Sebastián Nicolás. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional Tucuman-Santiago del Estero. 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Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Langlade, Nicolas B.. Institut National de la Recherche Agronomique; FranciaFil: Vile, Denis. Université Montpellier II; FranciaFil: Vazquez Rovere, Cecilia. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Fernández, Paula del Carmen. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. 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