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- Title
Identification and characterization of the WRKY transcription factor family in Pinus monticola.
- Authors
Liu, Jun-Jun; Ekramoddoullah, Abul K. M.
- Abstract
The WRKY gene family represents an ancient and highly complex group of transcription factors involved in signal transduction pathways of numerous plant developmental processes and host defense response. Up to now, most WRKY proteins have been identified in a few angiosperm species. Identification of WRKY genes in a conifer species would facilitate a comprehensive understanding of the evolutionary and function-adaptive process of this superfamily in plants. We performed PCR on genomic DNA to clone WRKY sequences from western white pine (Pinus monticola), one of the most valuable conifer species endangered by white pine blister rust (Cronartium ribicola). In total, 83 P. monticola WRKY (PmWRKY) sequences were identified using degenerate primers targeted to the WRKY domain. A phylogenetic analysis revealed that PmWRKY members fell into four major groups (1, 2a+2b, 2c, and 2d+2e) described in Arabidopsis and rice. Because of high genetic diversity of the PmWRKY family, a modified AFLP method was used to detect DNA polymorphism of this gene family. Polymorphic fragments accounted for 17%-35% of total PCR products in the AFLP profiles. Among them, one WRKY AFLP marker was linked to the major resistance gene (Cr2) against C. ribicola. The results of this study provide basic genomic information for a conifer WRKY gene family, which will pave the way for elucidating gene evolutionary mechanisms in plants and unveiling the precise roles of PmWRKY in conifer development and defense response. La famille de gènes WRKY représente un groupe à la fois ancien et très complexe de facteurs de transcription qui sont impliqués dans de nombreux processus du développement et des réactions de défense chez les plantes. À ce jour, la plupart des protéines WRKY ont été identifiées chez quelques espèces d’angiospermes. L’identification de gènes WRKY chez un conifère contribuerait à une connaissance plus complète des processus évolutifs et adaptatifs menant à l’acquisition de fonctions au sein de cette superfamille chez les plantes. Les auteurs ont réalisé des amplifications PCR sur de l’ADN génomique afin de cloner des séquences WRKY chez le pin argenté (Pinus monticola), l’une des espèces de conifères les plus importantes et qui est menacée par la rouille vésiculeuse du pin blanc (Cronartium ribicola). Au total, 83 séquences WRKY du P. monticola (PmWRKY) ont été identifiées à l’aide d’amorces dégénérées ciblant le domaine WRKY. Une analyse phylogénétique a montré que les membres de la famille PmWRKY logent au sein des quatre groupes majeurs (1, 2a+2b, 2c et 2d+2e) décrits chez Arabidopsis et le riz. En raison de la grande diversité génétique au sein de la famille des PmWRKY, une technique AFLP modifiée a été employée pour détecter du polymorphisme au sein de cette famille. Entre 17% et 35% de tous les amplicons PCR obtenus dans ces profils AFLP étaient polymorphes. Parmi ceux-ci, un marqueur WRKY-AFLP était lié à un gène majeur de résistance (Cr2) au C. ribicola. Les résultats de cette étude fournissent les informations génomiques de base pour une famille de gènes WRKY chez un conifère. Cette avancée pave la voie en vue de l’élucidation des mécanismes d’évolution des gènes chez les plantes et de la découverte des rôles précis des PmWRKY dans le développement et les réactions de défense chez les conifères.
- Subjects
TRANSCRIPTION factors; DEVELOPMENTAL biology; NUCLEIC acids; MICROBIAL genetics; GENETIC polymorphisms; GENETICS
- Publication
Genome, 2009, Vol 52, Issue 1, p77
- ISSN
0831-2796
- Publication type
Article
- DOI
10.1139/G08-106