Bu tədqiqat, yabanı pomidor qohumu Solanum lycopersicoides-də LOR (LURP-one related) gen ailəsini genom miqyasında müəyyənləşdirmək və soyuqla quraqlıq cavabında önə çıxan ScLOR16 geninin funksiyasını eksperimental olaraq qiymətləndirmək üçün aparılmışdır. LOR gen ailəsi, konservativ LOR protein domenini daşıyan və bitkilərdə stress cavabları ilə əlaqələndirilən gen ailəsidir. Tədqiqatçılar genom skrininqi, filogenetik analiz, gen və motiv quruluşu, promotor cis-elementləri, xromosomal sinteni, RT-qPCR, GFP əsaslı hüceyrədaxili lokalizasiya və Virus-Induced Gene Silencing (VIGS) üsullarını birləşdirmişlər. Ümumilikdə 19 ScLOR geni müəyyən edilmiş və səkkiz filogenetik alt qrupa ayrılmışdır.

ScLOR16, 4 °C soyuq və %20 PEG6000 ilə yaradılan osmotik stress altında güclü şəkildə induksiya olunmuş; buna qarşılıq duz stressində oxşar dərəcədə nəzərəçarpan artım göstərməmişdir. ScLOR16-GFP füzyon proteini heteroloji tütün epidermisi sistemində nüvə və sitoplazmada müşahidə edilmişdir. Genin VIGS ilə susdurulmasından sonra bitkilər 24 saatlıq soyuq və dörd günlük suyun kəsilməsinə əsaslanan quraqlıq tətbiqlərində boş vektor nəzarəti ilə müqayisədə daha yüngül solma göstərmişdir.

ScLOR16-susdurulmuş bitkilərdə soyuq və quraqlıqdan sonra superoksid dismutaza (SOD) və peroksidaza (POD) aktivlikləri ilə prolin toplanması nəzarət bitkilərindən daha yüksək, thiobarbituric acid-reactive substances (TBARS) səviyyəsi isə daha aşağı olmuşdur. Bu nəticələr azaldılmış ScLOR16 ekspressiyasının daha güclü antioksidant müdafiə, osmotik uyğunlaşma və daha aşağı membran lipid peroksidləşməsi ilə əlaqəli olduğunu göstərir.

Bununla belə, tədqiqat ScLOR16-nı becərilən pomidorda təsdiqlənmiş seleksiya geni səviyyəsinə gətirmir. Funksional sübut VIGS ilə müvəqqəti susdurmaya, məhdud sayda fizioloji göstəriciyə və LA4259 introqressiya xəttinə əsaslanır. Stabil gen redaktəsi, fərqli genetik fonlar, sahə performansı, məhsuldarlıq və xəstəliklərə davamlılıq kimi mümkün mübadilə effektləri bu tədqiqatda sınaqdan keçirilməmişdir.

Tədqiqat problemi

Bitkilər aşağı temperatur, quraqlıq, şoranlıq və digər ekoloji stresslərə məruz qaldıqda hüceyrələrin su balansı, fotosintez, membran quruluşu və redoks tarazlığı pozula bilər. Stress şəraitində reaktiv oksigen növlərinin həddindən artıq toplanması hüceyrəvi oksidləşdirici zədələnməni artırarkən bitki antioksidant fermentlər və osmotik tənzimləyicilər də daxil olmaqla çoxsəviyyəli müdafiə sistemlərini işə salır.

LOR ailəsinin bəzi üzvləri bitki immuniteti, ABA siqnallaşması, quraqlıq və ya duz cavabları ilə əlaqələndirilsə də, yabanı Solanaceae germplazmındakı genom miqyaslı quruluşu və abiotik stress funksiyaları böyük ölçüdə açıqlanmamışdır. Tədqiqat bu boşluğu S. lycopersicoides üzərindən araşdırır.

Niyə Solanum lycopersicoides?

Solanum lycopersicoides, becərilən pomidora yaxın yabanı qohumdur və xüsusilə aşağı temperatura qarşı diqqətəlayiq davamlılıq xüsusiyyətləri daşıyır. Mənbə bu yabanı germplazmı becərilən pomidorda stress tolerantlığının genetik əsasını araşdırmaq üçün dəyərli resurs kimi təqdim edir.

Funksiya təcrübələri saf yabanı giriş materialında deyil, LA4259 introqressiya xəttində aparılmışdır. LA4259, VF36 becərilən pomidoru ilə S. lycopersicoides LA2951 materialını əhatə edən genetik fondur. Buna görə nəticələrin bioloji konteksti “yabanı LOR gen ailəsi + introqressiya xəttində funksiya sınağı” kimi oxunmalıdır.

LOR protein ailəsi nədir?

LOR, “LURP-one related” ifadəsinin qısaltmasıdır. Ailə üzvləri PF04525 ilə təmsil olunan konservativ LOR domenini daşıyır. Mənbə ədəbiyyatına görə LOR struktur qatlanması 12 zəncirli β-barel və mərkəzdəki C-terminal α-heliks ilə əlaqələndirilir; bu arxitektura protein–protein və protein–DNA qarşılıqlı təsirlərində rol oynaya biləcək quruluş kimi qiymətləndirilir.

Tədqiqatda bu struktur qatlanması ScLOR16 üzərində eksperimental protein kristalloqrafiyası və ya cryo-EM ilə həll edilməmişdir. Struktur izah LOR ailəsinin məlum konservativ arxitekturasına və motiv analizinə əsaslanır.

Genom miqyasında ScLOR skrininqi

PF04525 üçün Hidden Markov Model profili istifadə edilmiş və hmmsearch v3.4 ilə namizəd protein ardıcıllıqları skrininqdən keçirilmişdir. GA threshold tətbiq edilmiş və E-dəyəri həddi:

\[ E < 1\times10^{-10} \]

olaraq müəyyən edilmişdir. İlkin namizəd siyahısı SMART, NCBI Conserved Domain Database və Pfam vasitəsilə yenidən yoxlanılmış; konservativ LOR domenini etibarlı şəkildə daşıyan təkrarsız ardıcıllıqlar ScLOR ailəsinə qəbul edilmişdir.

Bu skrininq nəticəsində ScLOR1–ScLOR19 olaraq adlandırılan 19 ailə üzvü müəyyən edilmişdir.

Filogenetik quruluş

Filogenetik müqayisəyə 19 S. lycopersicoides ScLOR proteini ilə yanaşı 20 Arabidopsis thaliana AtLOR və 56 Brassica napus BnLOR proteini daxil edilmişdir. Protein ardıcıllıqları MUSCLE v3.8.31 ilə hizalanmış, zəif qorunan bölgələr trimAl v1.4.rev22 ilə təmizlənmiş və maksimum-olabilirlik ağacı IQ-TREE2 v2.2.2 ilə qurulmuşdur. ModelFinder avtomatik əvəzlənmə modelinin seçilməsi üçün istifadə edilmiş və budaq dəstəyi 1000 bootstrap təkrarı ilə qiymətləndirilmişdir.

Ağac səkkiz alt qrupa ayrılmışdır. Eyni alt qrupdakı proteinlərin motiv və gen strukturlarındakı oxşarlıq LOR ailəsi daxilində bəzi struktur xüsusiyyətlərin təkamül baxımından qorunduğunu dəstəkləyir.

Gen strukturu və konservativ motivlər

ScLOR genlərində intron sayı 1–3, ekzon sayı 2–4 arasında dəyişir. Genlərin əksəriyyəti üç ekzon daşıyır. MEME analizi maksimum 10 motiv axtarılacaq, motiv uzunluğu 6–50 amin turşusu olacaq şəkildə aparılmış və səkkiz motiv müəyyən edilmişdir.

Motiv 1 və Motiv 3 ailə üzrə ən yüksək konservasiyanı göstərən nüvə bölgələri arasındadır. Motiv 1 proteinlərin C-terminal hissəsində, Motiv 3 isə daha mərkəzi mövqedədir. Digər motivlərin alt qruplar arasında dəyişməsi, LOR ailəsinin ortaq struktur nüvəsini qoruyaraq funksional diferensiasiyaya imkan verən əlavə xüsusiyyətlər inkişaf etdirmiş ola biləcəyi kimi şərh edilir.

Promotor cis-elementləri

Hər ScLOR geninin translasiya başlanğıc kodonundan 2000 bp yuxarıdakı bölgə promotor kimi götürülmüş və PlantCARE ilə təhlil edilmişdir. Ümumilikdə 46 cis-element kateqoriyası dörd ümumi qrupa ayrılmışdır: nüvə promotor elementləri, hormon cavab elementləri, stress cavab elementləri və işıq cavab elementləri.

ABA cavab elementi ABRE 19 ScLOR promotorunun 15-də görülmüş və bəzi promotorlarda altı nüsxəyədək çatmışdır. Bundan əlavə SA ilə əlaqəli TCA, MeJA ilə əlaqəli CGTCA/TGACG, GA ilə əlaqəli GARE/P-box və auxin ilə əlaqəli TGA elementləri müəyyən edilmişdir.

Stress baxımından LTR, MBS, ARE və TC-rich repeats elementləri ailə üzrə geniş yayılmışdır. Bununla belə, ScLOR16 promotoru soyuq və quraqlıq altında nəzərəçarpacaq şəkildə induksiya olunmasına baxmayaraq klassik LTR və MBS motivlərini daşımır. ScLOR16-da bir neçə ABRE-nin olması müəlliflərin ABA-asılı tənzimlənmə ehtimalını müzakirə etməsinə səbəb olmuşdur.

Bu promotor analizi tənzimləyici mexanizmi birbaşa sübut etmir. Cis-elementin mövcudluğu potensial transkripsion cavab qabiliyyətini göstərir; müəyyən transkripsiya faktorunun ScLOR16 promotoruna həqiqətən bağlandığını göstərmək üçün əlavə bağlanma və funksiya təcrübələri tələb olunur.

Xromosomal paylanma və sinteni

19 ScLOR geni genomda bərabər paylanmamışdır. Ən yüksək sıxlıq xromosom 8 və 9-da müşahidə olunur, xromosom 1, 2, 4, 5, 7 və 11 üzərində isə ScLOR geni bildirilməmişdir. ScLOR19 isə anchoring edilməmiş genom bölgəsində yerləşir.

MCScanX analizi S. lycopersicoides ilə A. thaliana arasında 10, S. lycopersicoides ilə becərilən pomidor S. lycopersicum arasında 15 kollinear gen cütü müəyyən etmişdir. Xromosom 8 ən yüksək kollinear cüt sıxlığını göstərmişdir.

Müəlliflər bu nümunəni seqmental duplikasiyanın ScLOR ailəsinin genişlənməsinə böyük töhfə vermiş ola biləcəyi, tandem duplikasiyanın isə əlavə rol oynadığı kimi şərh edirlər.

Stress təcrübələrinin dizaynı

LA4259 şitilləri nəzarət olunan şəraitdə yetişdirilmişdir. Toxumlar 55 °C suda 10 dəqiqə saxlanılmış, sonra 30 °C qaranlıqda cücərdilmişdir. Şitillər perlit:vermikulit:qida torpağı 1:1:1 qarışığında, 16 saat işıq/8 saat qaranlıq, 25 °C/22 °C gündüz/gecə temperaturu, təxminən %65–70 nisbi rütubət və 400 µmol·m⁻²·s⁻¹ PPFD şəraitində yetişdirilmişdir.

Hər zaman nöqtəsi üç müstəqil bioloji təkrarı əhatə edir. Mənbə hər stress üçün yeddi zaman nöqtəsi boyunca 21 şitil, üç stress tətbiqi üçün ümumilikdə 63 şitildən istifadə edildiyini bildirir.

RT-qPCR

RNA FreeZol ilə ekstraksiya edilmiş və HiScript III RT SuperMix ilə cDNA sintez olunmuşdur. qPCR 20 µL reaksiya həcmində aparılmışdır: 10 µL 2× ChamQ Universal SYBR qPCR Master Mix, 0,5 µL irəli primer, 0,5 µL geri primer, 1,0 µL cDNA və 8 µL nukleazasız su.

QuantStudio 3 sistemi üzərində ilkin denaturasiya 95 °C-də 30 saniyə; ardından 40 dövr boyunca 95 °C-də 5 saniyə və 60 °C-də 30 saniyə tətbiq edilmişdir.

Nisbi ekspressiya:

\[ 2^{-\Delta\Delta C_t} \]

üsulu ilə hesablanmış və Scβ-Actin daxili istinad kimi istifadə edilmişdir. Tək, kəskin melting peak müşahidə edilməsi amplicon spesifikliyini dəstəkləmək üçün istifadə edilmişdir.

Stress ekspressiyası nə göstərdi?

Soyuq şəraitində ScLOR5, ScLOR6, ScLOR11, ScLOR13 və ScLOR16 nəzərəçarpacaq şəkildə induksiya olunmuşdur. ScLOR16 bu qrup daxilində xüsusilə güclü soyuq cavabı göstərmişdir.

%20 PEG6000 altında ScLOR5, ScLOR10, ScLOR11 və ScLOR16 artmışdır. Duz stressində isə ScLOR1 nəzərəçarpacaq şəkildə basdırılmış, ScLOR4 güclü şəkildə induksiya olunmuş, ScLOR14 və ScLOR17 isə dinamik dalğalanma göstərmişdir.

Bu nəticələr LOR ailəsinin bütün üzvlərinin eyni stress funksiyasına malik olmadığını və ailə daxilində aydın funksional diferensiasiya olduğunu dəstəkləyir.

ScLOR16 Soyuq və Quraqlıq Tolerantlığına Necə Təsir Edir?

Bu tədqiqatda ScLOR16 ekspressiyasının VIGS ilə azaldılması, LA4259 şitillərinin 24 saatlıq 4 °C soyuq və dörd günlük suyun kəsilməsi şəraitində daha yüngül solma göstərməsi; daha yüksək SOD və POD aktivlikləri ilə prolin səviyyələrinə və daha aşağı TBARS tərkibinə malik olması ilə əlaqələndirilmişdir. Bu eksperimental nümunə ScLOR16-nın araşdırılan genetik fonda soyuq və quraqlıq tolerantlığını mənfi istiqamətdə modulyasiya edən tənzimləyici ola biləcəyini dəstəkləyir; lakin onun birbaşa molekulyar hədəfləri və tənzimləyici yolu bu tədqiqatda müəyyən edilməmişdir.

ScLOR16 niyə namizəd gen kimi seçildi?

ScLOR16 həm 4 °C soyuq, həm də PEG6000 mənşəli osmotik stress altında nəzərəçarpacaq şəkildə induksiya olunmuşdur. Buna qarşılıq duz stressində oxşar güclü induksiya müşahidə edilməmişdir. Bu stress seçiciliyi və güclü ekspressiya cavabı genin sonrakı funksional doğrulama üçün seçilməsinin əsasını təşkil etmişdir.

Toxumaya spesifik ekspressiya

ScLOR16 ekspressiyası kök, gövdə, yarpaq, çiçək, meyvə və toxum toxumalarında ölçülmüşdür. Ən yüksək transkript bolluğu toxumlarda, daha sonra çiçək və yarpaqlarda müşahidə edilmiş; gövdədə daha aşağı ekspressiya müəyyən edilmişdir.

Toxumlardakı yüksək ekspressiya ScLOR16-nın yalnız vegetativ stress cavablarında deyil, toxum inkişafı, yetişməsi və ya quruma uyğunlaşması kimi digər proseslərdə də rol oynaya biləcəyi ehtimalını ortaya qoyur. Lakin bu ehtimallar tədqiqatda eksperimental olaraq sınaqdan keçirilməmişdir.

Hüceyrədaxili lokalizasiya

ScLOR16-nın tam kodlayan ardıcıllığı pSuper1300-GFP vektoruna klonlaşdırılmış və Agrobacterium tumefaciens GV3101 vasitəsilə tütün epidermis hüceyrələrində müvəqqəti ifadə edilmişdir. Nüvə marker ilə birlikdə aparılan konfokal görüntüləmədə ScLOR16-GFP siqnalı həm nüvədə, həm də sitoplazmada müşahidə edilmişdir.

Bu tapıntı bioinformatik proqnozla tam uyğun gəlmir. WoLF PSORT əsaslı proqnoz ScLOR16-nı xloroplast və vakuol ilə əlaqələndirmişdir. Müəlliflər bu fərqin hədəfləmə siqnallarının proqnoz alqoritmi tərəfindən səhv qiymətləndirilməsindən və ya heteroloji Nicotiana sisteminin yarada biləcəyi lokalizasiya artefaktlarından qaynaqlana biləcəyini bildirirlər.

VIGS necə tətbiq edildi?

ScLOR16 kodlayan ardıcıllığından SGN VIGS Tool istifadə edilərək uyğun 300 bp susdurma bölgəsi seçilmiş və pTRV2-ScLOR16 vektoru hazırlanmışdır. pTRV1 ilə pTRV2-ScLOR16 kulturaları 1:1 həcm nisbətində qarışdırılmışdır. pTRV2 boş vektoru mənfi nəzarət, pTRV2-PDS isə VIGS sisteminin işlədiyini göstərən müsbət nəzarət kimi istifadə edilmişdir.

Bir həftəlik şitillərin kotiledonlarına infiltrasiya tətbiq edilmiş, bitkilər 20 °C-də 24 saat qaranlıqda saxlanılmış və sonra 25 °C/22 °C gündüz/gecə şəraitinə keçirilmişdir.

Başlanğıcda 20 ScLOR16-VIGS bitkisi qiymətləndirilmiş, 14-ü %50-dən yüksək susdurma səmərəliliyi meyarına cavab vermiş və 12 müstəqil bitki sonrakı fizioloji analizlərə daxil edilmişdir.

Funksional soyuq testi

ScLOR16-susdurulmuş və boş vektor nəzarət bitkiləri 4 °C-də 24 saat saxlanılmışdır. Boş vektor bitkiləri daha nəzərəçarpan solma göstərdiyi halda, susdurulmuş bitkilər daha yüngül fenotip nümayiş etdirmişdir.

24 saatın sonunda hər iki qrupda stressə cavab olaraq SOD, POD, prolin və TBARS yüksəlmiş; lakin ScLOR16-susdurulmuş bitkilər eyni zaman nöqtəsində nəzarət qrupundan daha yüksək SOD/POD və prolin, daha aşağı TBARS göstərmişdir.

Funksional quraqlıq testi

Funksional VIGS mərhələsindəki quraqlıq təcrübəsi əvvəlki PEG6000 ekspressiya skrininqindən fərqlidir. Nəzarət və susdurulmuş bitkilər başlanğıcda tam doymaya qədər suvarılmış, sonra dörd gün ərzində su verilməmişdir.

Dördüncü gündə boş vektor qrupunda aydın su itkisi, yarpaq bükülməsi, solma və xloroz müşahidə olunduğu halda ScLOR16-susdurulmuş bitkilər daha yüngül simptomlar göstərmişdir.

Susdurulmuş bitkilərin SOD və POD aktivlikləri daha yüksək, prolin tərkibi daha çox və TBARS səviyyəsi daha aşağı olmuşdur. Bu kombinasiya daha güclü antioksidant müdafiə və osmotik qorunma, eləcə də daha aşağı membran oksidləşdirici zədələnməsi ilə uyğundur.

Tədqiqatın Metodu və Nəticələri

Bioinformatik analiz zənciri

1. S. lycopersicoides genomu və gen annotasiyası əldə edildi.
2. PF04525 HMM profili ilə potensial LOR proteinləri skrininqdən keçirildi.
3. SMART, NCBI CDD və Pfam ilə konservativ domenlər yenidən təsdiqləndi.
4. Protein uzunluğu, molekulyar kütlə, nəzəri pI və proqnozlaşdırılan lokalizasiya hesablandı.
5. TBtools ilə ekzon–intron strukturları çıxarıldı.
6. MEME ilə konservativ protein motivləri müəyyən edildi.
7. 2000 bp promotor bölgələri PlantCARE ilə skan edildi.
8. A. thaliana və B. napus LOR proteinləri ilə maksimum-olabilirlik filogeniyası quruldu.
9. MCScanX ilə S. lycopersicoides, becərilən pomidor və A. thaliana arasındakı kollinear əlaqələr araşdırıldı.
10. Stress RT-qPCR skrininqi ilə ScLOR16 funksional namizəd kimi seçildi.
11. ScLOR16 hüceyrədaxili lokalizasiyası GFP füzyonu ilə araşdırıldı.
12. VIGS ilə ScLOR16 ekspressiyası azaldılaraq soyuq və quraqlıq fenotipləri qiymətləndirildi.

ScLOR16-nın əsas molekulyar xüsusiyyətləri

19 ScLOR geninin stress cavabında fərqlənməsi

Fizioloji göstəricilərin bioloji mənası

SOD, superoksid radikallarının uzaqlaşdırılmasında iştirak edən əsas antioksidant fermentlərdən biridir. POD, peroksidlərin detoksifikasiyası ilə əlaqəli antioksidant müdafiənin başqa komponentidir.

Prolin, stress altında hüceyrəvi osmotik tarazlığın qorunmasına töhfə verə bilən uyğun osmolit kimi qiymətləndirilir. TBARS isə membran lipid peroksidləşməsinin və oksidləşdirici zədələnmənin dolayı göstəricisi kimi istifadə olunur.

Bu tədqiqatda ScLOR16 susdurulduqda stressdən sonra SOD/POD və prolinin daha yüksək, TBARS-ın daha aşağı olması, genin normal ekspressiyasının bu müdafiə proseslərini məhdudlaşdıra biləcəyi istiqamətindəki mənfi tənzimləyici modelə dəstək verir.

Statistik analiz

Ümumilikdə təcrübələr üç müstəqil bioloji təkrarla aparılmış və nəticələr orta ± standart xəta kimi təqdim edilmişdir.

Soyuq, PEG6000 və NaCl zaman sıralarındakı ScLOR ekspressiya dəyərləri birtərəfli ANOVA ilə analiz edilmiş, hər stress zaman nöqtəsi 0 saat nəzarətinə qarşı Dunnett çoxsaylı müqayisə testi ilə sınaqdan keçirilmişdir.

ScLOR16 susdurma vəziyyəti, stress müddəti və bu iki amilin fizioloji göstəricilər üzərindəki təsiri ordinary two-way ANOVA və ardından Tukey ikili müqayisə testi ilə qiymətləndirilmişdir. Əhəmiyyətlilik həddi:

\[ p < 0.05 \]

olaraq müəyyən edilmişdir.

Mənbə şəkillərinin elmi mesajı

Şəkil 1: S. lycopersicoides, A. thaliana və B. napus LOR proteinlərinin səkkiz təkamül alt qrupuna ayrıldığı maksimum-olabilirlik ağacını göstərir.

Şəkil 2: ScLOR üzvlərinin konservativ motivlərini və ekzon–intron arxitekturasını birlikdə təqdim edir. Alt qrup daxilindəki motiv oxşarlığı təkamül konservasiyasının vizual qarşılığıdır.

Şəkil 3: 19 ScLOR promotorundakı 46 cis-element kateqoriyasının paylanmasını istilik xəritəsi kimi göstərir. ABRE-nin ailə üzrə geniş yayılması xüsusilə diqqət çəkir.

Şəkil 4: ScLOR genlərinin xromosomlar üzərində kümələnməsini və S. lycopersicoides–S. lycopersicum–A. thaliana kollinear əlaqələrini göstərir.

Şəkil 5: Yeddi zaman nöqtəsində soyuq, PEG6000 və NaCl altında əhəmiyyətli ekspressiya dəyişimi göstərən ScLOR üzvlərini müqayisə edir və ScLOR16-nın soyuq/quraqlıq ortaq namizədliyini ortaya qoyur.

Şəkil 6: ScLOR16-nın toxumaya spesifik ekspressiyasını və GFP füzyon proteininin tütün epidermisində nüvə/sitoplazma paylanmasını birlikdə göstərir.

Şəkil 7: Soyuqda ScLOR16-VIGS fenotipini və SOD, POD, prolin ilə TBARS nəticələrini göstərir.

Şəkil 8: Dörd günlük quraqlıqdan sonra boş vektor və ScLOR16-susdurulmuş bitkilər arasındakı morfoloji və fizioloji fərqləri göstərir.

ScLOR16 Artıq Pomidor Seleksiyası üçün Təsdiqlənmiş Hədəfdirmi?

Xeyr. Tədqiqat ScLOR16-nın LA4259 introqressiya xəttində soyuq və quraqlıq tolerantlığını mənfi istiqamətdə modulyasiya edə biləcəyinə dair VIGS-əsaslı funksional sübut təqdim edir, lakin becərilən pomidorda stabil knockout və ya gen redaktəsi, fərqli genetik fonlarda təkrarlanma, sahə performansı, məhsuldarlıq və xəstəliklərə davamlılıq kimi seleksiya baxımından zəruri təsdiqləmələr hələ aparılmamışdır.

Tədqiqatın dəstəklədiyi nəticələr

• S. lycopersicoides genomunda 19 ScLOR ailə üzvü mövcuddur.
• ScLOR ailəsi səkkiz filogenetik alt qrupa ayrılır.
• Ailə üzvləri gen quruluşu, motiv profili və stress ekspressiyası baxımından funksional diferensiasiya əlamətləri göstərir.
• ScLOR promotorlarında ABA, soyuq, quraqlıq və digər stresslərlə əlaqəli çoxsaylı cis-element mövcuddur.
• ScLOR16 soyuq və PEG6000 mənşəli osmotik stress altında güclü şəkildə induksiya olunur.
• Heteroloji GFP təcrübəsində ScLOR16 nüvə və sitoplazmada müşahidə edilmişdir.
• ScLOR16-nın susdurulması soyuq və quraqlıq altında daha yüngül solma ilə əlaqəlidir.
• Susdurulmuş bitkilər stress altında daha yüksək SOD/POD və prolin, daha aşağı TBARS göstərmişdir.
• Bu nəticələr ScLOR16-nın LA4259 fonunda soyuq və quraqlıq tolerantlığının mənfi modulyasiyasında rol oynaya biləcəyini dəstəkləyir.

Tədqiqatın dəstəkləmədiyi nəticələr

• ScLOR16-nın becərilən pomidorda təsdiqlənmiş gen redaktəsi hədəfi olduğu göstərilməmişdir.
• ScLOR16-nın birbaşa molekulyar hədəfləri müəyyən edilməmişdir.
• ABRE-nin mövcudluğu ABA-nın ScLOR16-nı birbaşa tənzimlədiyini təkbaşına sübut etmir.
• ScLOR16 promotorunda konkret transkripsiya faktorunun bağlanması eksperimental olaraq göstərilməmişdir.
• Nüvə və sitoplazma lokalizasiyası təbii LA4259 hüceyrələrində stabil transgen materialla hələ təsdiqlənməmişdir.
• ScLOR16-nın toxum inkişafı və ya toxumun quruma tolerantlığındakı funksiyası sınaqdan keçirilməmişdir.
• Uzunmüddətli sahə performansı, meyvə məhsuldarlığı və keyfiyyətə təsirləri qiymətləndirilməmişdir.
• Soyuq/quraqlıq tolerantlığında mümkün qazancın xəstəliklərə davamlılıq və ya digər aqronomik xüsusiyyətlərlə mübadilə yaradıb-yaratmadığı bilinmir.

Əsas metodoloji məhdudiyyətlər

VIGS müvəqqəti gen susdurma üsuludur. Genin genomdan daimi şəkildə çıxarıldığı stabil knockout ilə ekvivalent deyil. Buna görə VIGS fenotipi güclü namizəd-funksiya sübutu təqdim edir, lakin təkbaşına qəti genetik mexanizm həlli deyil.

Hüceyrədaxili lokalizasiya təcrübəsi Nicotiana yarpağında heteroloji müvəqqəti ekspressiya ilə aparılmışdır. Təbii S. lycopersicoides fonundakı protein lokalizasiyasının stabil transgen sistemlərdə əlavə olaraq təsdiqlənməsi tələb olunur.

Fizioloji ölçmələr təzə çəkiyə görə normallaşdırılmışdır. Quraqlıqda bitki su tərkibinin dəyişməsi təzə çəki əsaslı dəyərlərdə potensial sapma yarada bilər.

Tədqiqat SOD, POD, prolin və TBARS ilə məhdud fizioloji paneldən istifadə etmişdir. ROS/H₂O₂ miqdarı, elektrolit sızması, nisbi su tərkibi, xlorofil floresansı və fotosintetik performans kimi əlavə göstəricilər ölçülməmişdir.

Protein–protein qarşılıqlı təsirləri və ScLOR16-nın aşağı axın transkriptomik şəbəkəsi müəyyən edilməmişdir. Buna görə “ScLOR16 antioksidant aktivləşməni birbaşa basdırır” ifadəsi tədqiqat tərəfindən molekulyar mexanizm səviyyəsində sübut olunmamışdır; müşahidə olunan fizioloji nümunə bu modelə uyğundur.

Mənbə və Metod Qeydi

Orijinal tədqiqat: Genome-Wide Characterization of the ScLOR Gene Family in Wild Tomato Solanum lycopersicoides Reveals ScLOR16 as a Negative Regulator of Cold-and Drought-Stress Tolerance.

Müəlliflər: Xinyi Tang; Yueqi Huang; Aoxue Wang; Liguo Zhang; Mingfang Feng.

Məsul müəlliflər: Aoxue Wang; Liguo Zhang; Mingfang Feng.

Qurumlar: College of Life Sciences, Northeast Agricultural University; Institute of Industrial Crops, Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences; College of Horticulture, Northeast Agricultural University; Harbin, Çin.

Jurnal və nəşr identifikasiyası: Biology, 2026, Cild 15, Say 17, Məqalə 1542. Nəşriyyat: MDPI. DOI: 10.3390/biology15171542.

Nəşr prosesi: Qəbul üçün təqdim edilmə 4 Avqust 2026; reviziya 30 Avqust 2026; qəbul 2 Sentyabr 2026; nəşr 4 Sentyabr 2026.

Mənbə növü: Rəyli, açıq girişli orijinal tədqiqat məqaləsi. Genom miqyasında bioinformatik xarakterizasiya ilə bitki əsaslı molekulyar və fizioloji funksiya təcrübələrini birləşdirir.

Lisenziya: Creative Commons Attribution (CC BY).

Bitki materialı: Solanum lycopersicoides introgression line LA4259; VF36 × S. lycopersicoides LA2951 genetik mənşəyi.

Əsas üsullar: HMM/hmmsearch; SMART; NCBI CDD; Pfam; WoLF PSORT; ExPASy; TBtools; MEME; PlantCARE; MUSCLE; trimAl; IQ-TREE2/ModelFinder; MCScanX; RT-qPCR; GFP füzyonlu konfokal mikroskopiya; TRV əsaslı VIGS; SOD, POD, prolin və TBARS ölçmələri.

Stress şəraiti: 4 °C soyuq; ekspressiya skrininqində %20 PEG6000; 200 mM NaCl; VIGS funksiya təcrübəsində dörd gün suyun kəsilməsinə əsaslanan quraqlıq.

Statistika: Ümumilikdə üç müstəqil bioloji təkrar; orta ± SE. Zaman sırası ekspressiyasında one-way ANOVA + Dunnett; VIGS fizioloji analizində ordinary two-way ANOVA + Tukey; p < 0,05 əhəmiyyətlilik həddi.

Maliyyələşdirmə: National Natural Science Foundation of China General Program, Grant 32272702; Innovative Research Group Project, Grant 32072588; Local Joint Project of National Natural Science Foundation of China, Grant U22A20495; Taishan Industry Leading Talents Project xüsusi fondları.

Etika komitəsi: Tətbiq edilə bilməz.

Məlumatlandırılmış razılıq: Tətbiq edilə bilməz.

Məlumatların əlçatanlığı: Tədqiqatın orijinal töhfələrinin məqalə və Supplementary Material daxilində olduğu, əlavə sualların məsul müəlliflərə yönəldilə biləcəyi bildirilmişdir.

Maraqlar toqquşması: Müəlliflər maraqlar toqquşmasının olmadığını bəyan etmişlər.

Müəllif töhfələri: Xinyi Tang: məlumatların işlənməsi və ilkin layihə; Yueqi Huang: tədqiqat; Aoxue Wang: nəzərdən keçirmə/redaktə və maliyyələşdirmə; Liguo Zhang: nəzərdən keçirmə/redaktə və nəzarət; Mingfang Feng: nəzarət, maliyyələşdirmə və nəzərdən keçirmə/redaktə.

Mənbədəki mühüm şərh qeydləri

ScLOR16 üçün hesablama lokalizasiya proqnozu xloroplast/vakuol olduğu halda eksperimental heteroloji GFP lokalizasiyası nüvə/sitoplazmadır. Mənbə bu fərqi gizlətmir və təbii genetik fonda stabil təsdiqləmə tələb edir.

ScLOR16 promotorunda bir neçə ABA-responsive ABRE olsa da, tipik soyuq-responsive LTR və quraqlıq-responsive MBS motivləri yoxdur. Buna görə ScLOR16-nın soyuq və quraqlıq tərəfindən induksiya edilməsinin mexanizmi yalnız promotor motiv inventarı ilə həll oluna bilməz.

Tədqiqatda PEG6000 ekspressiya profili üçün “quraqlıq simulyasiyası” kimi istifadə edilmiş, funksional VIGS quraqlıq təcrübəsində isə bitkilərə dörd gün su verilməmişdir. Bu iki eksperimental stress modeli bir-biri ilə qarışdırılmamalıdır.

Müəlliflər ScLOR16-nın praktik seleksiya hədəfi kimi qəbul edilməsi üçün mövcud VIGS nəticələrinin yetərli olmadığını açıq şəkildə bildirirlər. Becərilən pomidordakı dəqiq ortoloqun müəyyənləşdirilməsi və sonrakı gen redaktəsi təsdiqlənməsi gələcək tədqiqat kimi saxlanılmışdır.