在特定的塑性基因上进行的转录组分析揭示了植物硫因在玉米生长阶段变化中的时间和参与

科学领域:

• 植物生物学 植物生物学
• 发展生物学 发展生物学
• 基因组学就是基因组学.

背景情况:

• 植物生长阶段变化 (VPC) 标志着植物从幼年到成年发育模式的过渡.
• 了解玉米的VPC对于作物开发和产量优化至关重要.
• 基因表达动态是植物发育的复杂过程的基础.

研究的目的:

• 通过分析基因表达模式,对玉米的植物性相变 (VPC) 进行表征.
• 为了确定VPC在玉米发育中的精确时间.
• 阐明驱动从幼叶转变为成年叶子特征的分子机制.

主要方法:

• 利用机器学习辅助分析,包括t-SNE和oposSOM,处理32个玉米叶样本的基因表达数据.
• 使用TO-GCN (时间排序图卷积网络) 来推断连续的分子事件.
• 分析了不同发育阶段的基因表达模式:早期青少年,晚年青少年,过渡期和成年人.

主要成果:

• 根据基因表达相似性,利用t-SNE将32个叶子样本组织成9个不同的组.
• 使用oposSOM识别了与关键发育阶段相关的共同表达基因集群.
• 揭示了一个序列,其中与发芽相关的活性氧物种 (ROS) 触发了莉酸 (JA) 反应,诱导了miR156的产生并促进了青春期.
• 假设MIR395调节的硫化 - - 植物硫福金 (phytosulfokine) - - 在过渡到成人分化模式中的作用.

结论:

• 机器学习有效地描述了玉米的植物阶段变化 (VPC),并确定了关键的分子调节者.
• 这项研究阐明了涉及ROS,JA和miR156的信号级联,用于控制玉米的青春期.
• 由MIR395调节的硫同化和植物硫蛋白信号传递与玉米过渡到成年叶子发育有关.