Ushbu tadqiqot yovvoyi pomidor qarindoshi Solanum lycopersicoidesda LOR (LURP-one related) gen oilasini genom miqyosida aniqlash va sovuq hamda qurgʻoqchilik javobida ajralib turadigan ScLOR16 genining funksiyasini tajribaviy baholash uchun oʻtkazilgan. LOR gen oilasi konservativ LOR oqsil domenini tashuvchi va oʻsimliklarda stress javoblari bilan bogʻliq genlar oilasidir. Tadqiqotchilar genom skriningi, filogenetik tahlil, gen va motiv tuzilishi, promotor cis-elementlari, xromosomal sinteniya, RT-qPCR, GFP asosidagi hujayra ichki lokalizatsiya va Virus-Induced Gene Silencing (VIGS) usullarini birlashtirgan. Jami 19 ta ScLOR geni aniqlanib, sakkiz filogenetik kichik guruhga ajratilgan.

ScLOR16 4 °C sovuq va %20 PEG6000 bilan hosil qilingan osmotik stress ostida kuchli induksiya qilingan; biroq tuz stressida shunga oʻxshash yaqqol oshish kuzatilmagan. ScLOR16-GFP fuzion oqsili geterolog tamaki epidermisi tizimida yadro va sitoplazmada kuzatilgan. Gen VIGS orqali susaytirilgandan soʻng oʻsimliklar 24 soatlik sovuq va toʻrt kun suv bermaslikka asoslangan qurgʻoqchilik sharoitida boʻsh vektor nazoratiga qaraganda yengilroq soʻlishni koʻrsatgan.

ScLOR16-susaytirilgan oʻsimliklarda sovuq va qurgʻoqchilikdan keyin superoksid dismutaza (SOD) va peroksidaza (POD) faolligi hamda prolin toʻplanishi nazorat oʻsimliklarinikidan yuqori, thiobarbituric acid-reactive substances (TBARS) darajasi esa pastroq boʻlgan. Bu natijalar ScLOR16 ekspressiyasining kamayishi kuchliroq antioksidant himoya, osmotik moslashuv va membrana lipidlarining pastroq peroksidlanishi bilan bogʻliqligini koʻrsatadi.

Biroq tadqiqot ScLOR16 ni madaniy pomidorda tasdiqlangan seleksiya geni darajasiga olib chiqmaydi. Funksional dalil VIGS orqali vaqtinchalik susaytirishga, cheklangan miqdordagi fiziologik koʻrsatkichlarga va LA4259 introgressiya liniyasiga asoslanadi. Barqaror gen tahriri, turli genetik fonlar, dala samaradorligi, hosildorlik va kasallikka chidamlilik kabi ehtimoliy kompromisslar ushbu tadqiqotda sinovdan oʻtkazilmagan.

Tadqiqot muammosi

Oʻsimliklar past harorat, qurgʻoqchilik, shoʻrlanish va boshqa atrof-muhit stresslariga duch kelganda hujayralarning suv muvozanati, fotosintez, membrana tuzilishi va redoks muvozanati buzilishi mumkin. Stress sharoitida reaktiv kislorod turlarining ortiqcha toʻplanishi hujayraviy oksidlovchi zararni kuchaytirar ekan, oʻsimlik antioksidant fermentlar va osmotik regulyatorlarni oʻz ichiga olgan koʻp bosqichli himoya tizimlarini ishga tushiradi.

LOR oilasining ayrim aʼzolari oʻsimlik immuniteti, ABA signalizatsiyasi, qurgʻoqchilik yoki tuzga javoblar bilan bogʻlangan boʻlsa-da, yovvoyi Solanaceae germplazmasidagi genom miqyosidagi tuzilishi va abiotik stress funksiyalari katta darajada nomaʼlumligicha qolmoqda. Tadqiqot ushbu boʻshliqni S. lycopersicoides orqali oʻrganadi.

Nega Solanum lycopersicoides?

Solanum lycopersicoides madaniy pomidorga yaqin yovvoyi qarindosh boʻlib, ayniqsa past haroratga nisbatan sezilarli chidamlilik xususiyatlariga ega. Manba ushbu yovvoyi germplazmani madaniy pomidorda stressga chidamlilikning genetik asoslarini oʻrganish uchun qimmatli manba sifatida koʻrsatadi.

Funksional tajribalar sof yovvoyi namunada emas, LA4259 introgressiya liniyasida oʻtkazilgan. LA4259 VF36 madaniy pomidori bilan S. lycopersicoides LA2951 materialini oʻz ichiga olgan genetik fondir. Shu sababli natijalarning biologik konteksti “yovvoyi LOR gen oilasi + introgressiya liniyasida funksional sinov” tarzida talqin qilinishi kerak.

LOR oqsil oilasi nima?

LOR — “LURP-one related” iborasining qisqartmasi. Oila aʼzolari PF04525 bilan ifodalanuvchi konservativ LOR domenini tashiydi. Manba adabiyotiga koʻra LOR strukturaviy buklanishi 12 ipli β-bochka va markazdagi C-terminal α-spiral bilan bogʻliq; ushbu arxitektura oqsil–oqsil va oqsil–DNA oʻzaro taʼsirlarida rol oʻynashi mumkin boʻlgan tuzilma sifatida baholanadi.

Ushbu tadqiqotda bu strukturaviy buklanish ScLOR16 uchun eksperimental oqsil kristallografiyasi yoki cryo-EM orqali aniqlanmagan. Strukturaviy izoh LOR oilasining maʼlum konservativ arxitekturasi va motiv tahliliga asoslangan.

Genom miqyosida ScLOR skriningi

PF04525 uchun Hidden Markov Model profili qoʻllanilgan va hmmsearch v3.4 orqali nomzod oqsil ketma-ketliklari skrining qilingan. GA threshold qoʻllanilib, E-qiymat chegarasi:

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

deb belgilangan. Dastlabki nomzodlar roʻyxati SMART, NCBI Conserved Domain Database va Pfam orqali qayta tekshirilgan; konservativ LOR domenini ishonchli tashuvchi takrorlanmagan ketma-ketliklar ScLOR oilasiga kiritilgan.

Ushbu skrining natijasida ScLOR1–ScLOR19 deb nomlangan 19 ta oila aʼzosi aniqlangan.

Filogenetik tuzilma

Filogenetik taqqoslashga 19 ta S. lycopersicoides ScLOR oqsili bilan birga 20 ta Arabidopsis thaliana AtLOR va 56 ta Brassica napus BnLOR oqsili kiritilgan. Oqsil ketma-ketliklari MUSCLE v3.8.31 bilan tekislangan, zaif konservatsiyalangan hududlar trimAl v1.4.rev22 bilan tozalangan va maksimal ehtimollik daraxti IQ-TREE2 v2.2.2 yordamida tuzilgan. ModelFinder avtomatik almashtirish modelini tanlash uchun ishlatilgan va shox qoʻllab-quvvatlashi 1000 bootstrap takrori bilan baholangan.

Daraxt sakkiz kichik guruhga ajratilgan. Bir xil kichik guruhdagi oqsillarning motiv va gen tuzilishidagi oʻxshashligi LOR oilasi ichida ayrim strukturaviy xususiyatlar evolyutsion jihatdan saqlanganini qoʻllab-quvvatlaydi.

Gen tuzilishi va konservativ motivlar

ScLOR genlarida intronlar soni 1–3, ekzonlar soni 2–4 oraligʻida oʻzgaradi. Genlarning koʻpchiligida uchta ekzon mavjud. MEME tahlili koʻpi bilan 10 ta motiv qidirish va motiv uzunligi 6–50 aminokislota boʻlishi sharti bilan oʻtkazilib, sakkizta motiv aniqlangan.

Motiv 1 va Motiv 3 oila boʻylab eng yuqori konservatsiyani koʻrsatadigan yadro hududlar qatoriga kiradi. Motiv 1 oqsillarning C-terminal qismida, Motiv 3 esa markazga yaqinroq joylashgan. Boshqa motivlarning kichik guruhlar boʻyicha farqlanishi LOR oilasi umumiy strukturaviy yadrosini saqlagan holda funksional differensiallashuvga imkon beruvchi qoʻshimcha xususiyatlarni rivojlantirgan boʻlishi mumkinligi sifatida talqin qilinadi.

Promotor cis-elementlari

Har bir ScLOR genining translatsiya boshlanish kodonidan 2000 bp yuqoridagi hudud promotor sifatida olinib, PlantCARE bilan tahlil qilingan. Jami 46 ta cis-element toifasi toʻrtta umumiy guruhga ajratilgan: yadro promotor elementlari, gormon javob elementlari, stress javob elementlari va yorugʻlik javob elementlari.

ABA javob elementi ABRE 19 ta ScLOR promotorining 15 tasida uchragan va ayrim promotorlarda oltitagacha nusxaga yetgan. Bundan tashqari, SA bilan bogʻliq TCA, MeJA bilan bogʻliq CGTCA/TGACG, GA bilan bogʻliq GARE/P-box va auxin bilan bogʻliq TGA elementlari aniqlangan.

Stress nuqtai nazaridan LTR, MBS, ARE va TC-rich repeats elementlari oila boʻylab keng tarqalgan. Biroq ScLOR16 promotori sovuq va qurgʻoqchilik sharoitida yaqqol induksiya qilinishiga qaramay, klassik LTR va MBS motivlarini tashimaydi. ScLOR16 da bir nechta ABRE mavjudligi mualliflarni ABA-ga bogʻliq regulyatsiya ehtimolini muhokama qilishga undagan.

Ushbu promotor tahlili regulyator mexanizmni bevosita isbotlamaydi. Cis-element mavjudligi potensial transkripsion javob qobiliyatini koʻrsatadi; muayyan transkripsiya omilining ScLOR16 promotoriga haqiqatda bogʻlanishini koʻrsatish uchun qoʻshimcha bogʻlanish va funksional tajribalar talab etiladi.

Xromosomal taqsimot va sinteniya

19 ta ScLOR geni genom boʻylab teng taqsimlanmagan. Eng yuqori zichlik 8 va 9-xromosomalarda kuzatiladi, 1, 2, 4, 5, 7 va 11-xromosomalarda esa ScLOR geni qayd etilmagan. ScLOR19 esa anchoring qilinmagan genom hududida joylashgan.

MCScanX tahlili S. lycopersicoides bilan A. thaliana oʻrtasida 10 ta, S. lycopersicoides bilan madaniy pomidor S. lycopersicum oʻrtasida 15 ta kollinear gen juftligini aniqlagan. 8-xromosoma eng yuqori kollinear juftlik zichligini koʻrsatgan.

Mualliflar ushbu naqshni segmental duplikatsiya ScLOR oilasining kengayishiga katta hissa qoʻshgan boʻlishi, tandem duplikatsiya esa qoʻshimcha rol oʻynagan boʻlishi mumkinligi sifatida talqin qiladi.

Stress tajribalarining dizayni

LA4259 nihollari nazorat qilinadigan sharoitda yetishtirilgan. Urugʻlar 55 °C suvda 10 daqiqa ushlab turilgan, soʻng 30 °C qorongʻilikda unib chiqarilgan. Nihollar perlit:vermikulit:oziqa tuprogʻi 1:1:1 aralashmasida, 16 soat yorugʻlik/8 soat qorongʻilik, 25 °C/22 °C kunduz/tun harorati, taxminan %65–70 nisbiy namlik va 400 µmol·m⁻²·s⁻¹ PPFD sharoitida oʻstirilgan.

Har bir vaqt nuqtasi uchta mustaqil biologik takrorni oʻz ichiga oladi. Manbada har bir stress uchun yetti vaqt nuqtasi davomida 21 ta nihol, uchta stress qoʻllanishi uchun jami 63 ta nihol ishlatilgani bildirilgan.

RT-qPCR

RNA FreeZol yordamida ajratilgan va HiScript III RT SuperMix bilan cDNA sintez qilingan. qPCR 20 µL reaksiya hajmida bajarilgan: 10 µL 2× ChamQ Universal SYBR qPCR Master Mix, 0,5 µL old primer, 0,5 µL orqa primer, 1,0 µL cDNA va 8 µL nukleazasiz suv.

QuantStudio 3 tizimida boshlangʻich denaturatsiya 95 °C da 30 soniya; undan keyin 40 sikl davomida 95 °C da 5 soniya va 60 °C da 30 soniya qoʻllangan.

Nisbiy ekspressiya:

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

usuli bilan hisoblangan va Scβ-Actin ichki referens sifatida ishlatilgan. Bitta, oʻtkir melting peak kuzatilishi amplicon spetsifikligini qoʻllab-quvvatlash uchun ishlatilgan.

Stress ekspressiyasi nimani koʻrsatdi?

Sovuq sharoitida ScLOR5, ScLOR6, ScLOR11, ScLOR13 va ScLOR16 yaqqol induksiya qilingan. ScLOR16 ushbu guruh ichida ayniqsa kuchli sovuq javobini koʻrsatgan.

%20 PEG6000 ostida ScLOR5, ScLOR10, ScLOR11 va ScLOR16 oshgan. Tuz stressida esa ScLOR1 yaqqol bostirilgan, ScLOR4 kuchli induksiya qilingan, ScLOR14 va ScLOR17 esa dinamik tebranish koʻrsatgan.

Bu natijalar LOR oilasining barcha aʼzolari bir xil stress funksiyasiga ega emasligini va oila ichida aniq funksional differensiallashuv mavjudligini qoʻllab-quvvatlaydi.

ScLOR16 Sovuq va Qurgʻoqchilikka Chidamlilikka Qanday Taʼsir Qiladi?

Ushbu tadqiqotda ScLOR16 ekspressiyasining VIGS orqali kamaytirilishi LA4259 nihollarining 24 soatlik 4 °C sovuq va toʻrt kun suv bermaslik sharoitida yengilroq soʻlishi; yuqoriroq SOD va POD faolligi hamda prolin darajalariga va pastroq TBARS miqdoriga ega boʻlishi bilan bogʻlangan. Ushbu tajribaviy naqsh ScLOR16 oʻrganilgan genetik fonda sovuq va qurgʻoqchilikka chidamlilikni salbiy yoʻnalishda modulyatsiya qiluvchi regulyator boʻlishi mumkinligini qoʻllab-quvvatlaydi; biroq uning bevosita molekulyar nishonlari va regulyator yoʻli ushbu tadqiqotda aniqlanmagan.

Nega ScLOR16 nomzod gen sifatida tanlandi?

ScLOR16 ham 4 °C sovuq, ham PEG6000 sababli osmotik stress ostida yaqqol induksiya qilingan. Biroq tuz stressida shunga oʻxshash kuchli induksiya kuzatilmagan. Ushbu stress selektivligi va kuchli ekspressiya javobi genning keyingi funksional tasdiqlash uchun tanlanishiga asos boʻlgan.

Toʻqimaga xos ekspressiya

ScLOR16 ekspressiyasi ildiz, poya, barg, gul, meva va urugʻ toʻqimalarida oʻlchangan. Eng yuqori transkript miqdori urugʻlarda, undan keyin gul va barglarda kuzatilgan; poyada esa pastroq ekspressiya aniqlangan.

Urugʻlardagi yuqori ekspressiya ScLOR16 faqat vegetativ stress javoblarida emas, balki urugʻ rivojlanishi, yetilishi yoki qurishga moslashuv kabi boshqa jarayonlarda ham rol oʻynashi mumkinligi ehtimolini yuzaga keltiradi. Biroq bu ehtimollar tadqiqotda tajribaviy ravishda sinovdan oʻtkazilmagan.

Hujayra ichki lokalizatsiya

ScLOR16 ning toʻliq kodlovchi ketma-ketligi pSuper1300-GFP vektoriga klonlangan va Agrobacterium tumefaciens GV3101 orqali tamaki epidermis hujayralarida vaqtinchalik ifodalangan. Yadro markeri bilan birga oʻtkazilgan konfokal tasvirlashda ScLOR16-GFP signali ham yadroda, ham sitoplazmada kuzatilgan.

Ushbu topilma bioinformatik bashoratga toʻliq mos kelmaydi. WoLF PSORT asosidagi bashorat ScLOR16 ni xloroplast va vakuola bilan bogʻlagan. Mualliflar bu farq nishonlash signallari bashorat algoritmi tomonidan notoʻgʻri baholanishi yoki geterolog Nicotiana tizimi yuzaga keltirishi mumkin boʻlgan lokalizatsiya artefaktlaridan kelib chiqishi mumkinligini taʼkidlaydi.

VIGS qanday qoʻllandi?

ScLOR16 kodlovchi ketma-ketligidan SGN VIGS Tool yordamida mos 300 bp susaytirish hududi tanlangan va pTRV2-ScLOR16 vektori tayyorlangan. pTRV1 va pTRV2-ScLOR16 kulturasi 1:1 hajm nisbatida aralashtirilgan. pTRV2 boʻsh vektori manfiy nazorat, pTRV2-PDS esa VIGS tizimi ishlayotganini koʻrsatuvchi musbat nazorat sifatida qoʻllangan.

Bir haftalik nihollarning kotiledonlariga infiltratsiya qilingan, oʻsimliklar 20 °C da 24 soat qorongʻida saqlangan va keyin 25 °C/22 °C kunduz/tun sharoitiga oʻtkazilgan.

Dastlab 20 ta ScLOR16-VIGS oʻsimligi baholangan, ularning 14 tasi %50 dan yuqori susaytirish samaradorligi mezoniga javob bergan va 12 ta mustaqil oʻsimlik keyingi fiziologik tahlillarga kiritilgan.

Funksional sovuq testi

ScLOR16-susaytirilgan va boʻsh vektor nazorat oʻsimliklari 4 °C da 24 soat ushlab turilgan. Boʻsh vektor oʻsimliklari yaqqolroq soʻlishni koʻrsatgan boʻlsa, susaytirilgan oʻsimliklarda yengilroq fenotip kuzatilgan.

24 soat oxirida har ikki guruhda ham stressga javoban SOD, POD, prolin va TBARS oshgan; biroq ScLOR16-susaytirilgan oʻsimliklar ayni vaqt nuqtasida nazorat guruhiga qaraganda yuqoriroq SOD/POD va prolin hamda pastroq TBARS koʻrsatgan.

Funksional qurgʻoqchilik testi

Funksional VIGS bosqichidagi qurgʻoqchilik tajribasi avvalgi PEG6000 ekspressiya skriningidan farq qiladi. Nazorat va susaytirilgan oʻsimliklar dastlab toʻliq toʻyinguncha sugʻorilgan, soʻng toʻrt kun davomida suv berilmagan.

Toʻrtinchi kuni boʻsh vektor guruhida yaqqol suv yoʻqotish, barg buralishi, soʻlish va xloroz kuzatilgan, ScLOR16-susaytirilgan oʻsimliklarda esa yengilroq simptomlar qayd etilgan.

Susaytirilgan oʻsimliklarning SOD va POD faolligi yuqoriroq, prolin miqdori koʻproq va TBARS darajasi pastroq boʻlgan. Ushbu kombinatsiya kuchliroq antioksidant himoya va osmotik himoya hamda membrananing pastroq oksidlovchi zarari bilan mos keladi.

Tadqiqot Usuli va Natijalari

Bioinformatik tahlil zanjiri

1. S. lycopersicoides genomi va gen annotatsiyasi olindi.
2. PF04525 HMM profili bilan potensial LOR oqsillari skrining qilindi.
3. SMART, NCBI CDD va Pfam yordamida konservativ domenlar qayta tasdiqlandi.
4. Oqsil uzunligi, molekulyar massa, nazariy pI va bashorat qilingan lokalizatsiya hisoblandi.
5. TBtools yordamida ekzon–intron tuzilmalari chiqarildi.
6. MEME bilan konservativ oqsil motivlari aniqlandi.
7. 2000 bp promotor hududlari PlantCARE bilan skan qilindi.
8. A. thaliana va B. napus LOR oqsillari bilan maksimal ehtimollik filogeniyasi tuzildi.
9. MCScanX yordamida S. lycopersicoides, madaniy pomidor va A. thaliana oʻrtasidagi kollinear munosabatlar oʻrganildi.
10. Stress RT-qPCR skriningi orqali ScLOR16 funksional nomzod sifatida tanlandi.
11. ScLOR16 hujayra ichki lokalizatsiyasi GFP fuzioni bilan oʻrganildi.
12. VIGS orqali ScLOR16 ekspressiyasi kamaytirilib, sovuq va qurgʻoqchilik fenotiplari baholandi.

ScLOR16 ning asosiy molekulyar xususiyatlari

19 ta ScLOR genining stress javobidagi differensiallashuvi

Fiziologik koʻrsatkichlarning biologik maʼnosi

SOD superoksid radikallarini yoʻqotishda ishtirok etuvchi asosiy antioksidant fermentlardan biridir. POD peroksidlarni detoksifikatsiya qilish bilan bogʻliq antioksidant himoyaning yana bir tarkibiy qismidir.

Prolin stress ostida hujayraviy osmotik muvozanatni saqlashga hissa qoʻsha oladigan mos osmolit sifatida baholanadi. TBARS esa membrana lipid peroksidlanishi va oksidlovchi zararning bilvosita koʻrsatkichi sifatida ishlatiladi.

Ushbu tadqiqotda ScLOR16 susaytirilganda stressdan keyin SOD/POD va prolin yuqoriroq, TBARS esa pastroq boʻlishi genning normal ekspressiyasi ushbu himoya jarayonlarini cheklashi mumkinligini bildiruvchi salbiy regulyator modelini qoʻllab-quvvatlaydi.

Statistik tahlil

Umuman olganda, tajribalar uchta mustaqil biologik takror bilan oʻtkazilgan va natijalar oʻrtacha ± standart xato sifatida taqdim etilgan.

Sovuq, PEG6000 va NaCl vaqt qatorlaridagi ScLOR ekspressiya qiymatlari bir yoʻnalishli ANOVA bilan tahlil qilingan, har bir stress vaqt nuqtasi 0 soatlik nazoratga nisbatan Dunnett koʻp martalik taqqoslash testi bilan sinovdan oʻtkazilgan.

ScLOR16 susaytirish holati, stress davomiyligi va ushbu ikki omilning fiziologik koʻrsatkichlarga taʼsiri ordinary two-way ANOVA va undan keyin Tukey juft taqqoslash testi bilan baholangan. Ahamiyatlilik chegarasi:

\[ p < 0.05 \]

deb belgilangan.

Manba rasmlarining ilmiy xabari

1-rasm: S. lycopersicoides, A. thaliana va B. napus LOR oqsillari sakkiz evolyutsion kichik guruhga ajraladigan maksimal ehtimollik daraxtini koʻrsatadi.

2-rasm: ScLOR aʼzolarining konservativ motivlari va ekzon–intron arxitekturasini birgalikda taqdim etadi. Kichik guruh ichidagi motiv oʻxshashligi evolyutsion konservatsiyaning vizual ifodasidir.

3-rasm: 19 ta ScLOR promotoridagi 46 ta cis-element toifasining taqsimotini issiqlik xaritasi sifatida koʻrsatadi. ABRE ning oila boʻylab keng tarqalganligi ayniqsa diqqatga sazovor.

4-rasm: ScLOR genlarining xromosomalardagi klasterlanishi va S. lycopersicoides–S. lycopersicum–A. thaliana kollinear munosabatlarini koʻrsatadi.

5-rasm: Yetti vaqt nuqtasida sovuq, PEG6000 va NaCl ostida sezilarli ekspressiya oʻzgarishini koʻrsatgan ScLOR aʼzolarini taqqoslaydi va ScLOR16 ning sovuq/qurgʻoqchilik uchun umumiy nomzodligini ko‘rsatadi.

6-rasm: ScLOR16 ning toʻqimaga xos ekspressiyasi va GFP fuzion oqsilining tamaki epidermisida yadro/sitoplazma taqsimotini birgalikda koʻrsatadi.

7-rasm: Sovuq sharoitida ScLOR16-VIGS fenotipi va SOD, POD, prolin hamda TBARS natijalarini koʻrsatadi.

8-rasm: Toʻrt kunlik qurgʻoqchilikdan keyin boʻsh vektor va ScLOR16-susaytirilgan oʻsimliklar oʻrtasidagi morfologik va fiziologik farqlarni koʻrsatadi.

ScLOR16 Hozirning Oʻzida Pomidor Seleksiyasi uchun Tasdiqlangan Nishonmi?

Yoʻq. Tadqiqot ScLOR16 LA4259 introgressiya liniyasida sovuq va qurgʻoqchilikka chidamlilikni salbiy yoʻnalishda modulyatsiya qilishi mumkinligiga doir VIGS asosidagi funksional dalil beradi, biroq madaniy pomidorda barqaror knockout yoki gen tahriri, turli genetik fonlarda takrorlash, dala samaradorligi, hosildorlik va kasallikka chidamlilik kabi seleksiya uchun zarur tasdiqlashlar hali bajarilmagan.

Tadqiqot qoʻllab-quvvatlaydigan xulosalar

• S. lycopersicoides genomida 19 ta ScLOR oila aʼzosi mavjud.
• ScLOR oilasi sakkiz filogenetik kichik guruhga ajraladi.
• Oila aʼzolari gen tuzilishi, motiv profili va stress ekspressiyasi boʻyicha funksional differensiallashuv belgilarini koʻrsatadi.
• ScLOR promotorlarida ABA, sovuq, qurgʻoqchilik va boshqa stresslar bilan bogʻliq koʻplab cis-elementlar mavjud.
• ScLOR16 sovuq va PEG6000 sababli osmotik stress ostida kuchli induksiya qilinadi.
• Geterolog GFP tajribasida ScLOR16 yadro va sitoplazmada kuzatilgan.
• ScLOR16 ni susaytirish sovuq va qurgʻoqchilik ostida yengilroq soʻlish bilan bogʻliq.
• Susaytirilgan oʻsimliklar stress ostida yuqoriroq SOD/POD va prolin, pastroq TBARS koʻrsatgan.
• Ushbu natijalar ScLOR16 LA4259 fonida sovuq va qurgʻoqchilikka chidamlilikning salbiy modulyatsiyasida rol oʻynashi mumkinligini qoʻllab-quvvatlaydi.

Tadqiqot qoʻllab-quvvatlamaydigan xulosalar

• ScLOR16 madaniy pomidorda tasdiqlangan gen tahriri nishoni ekanligi koʻrsatilmagan.
• ScLOR16 ning bevosita molekulyar nishonlari aniqlanmagan.
• ABRE mavjudligi ABA ScLOR16 ni bevosita boshqarishini oʻz-oʻzidan isbotlamaydi.
• ScLOR16 promotoriga muayyan transkripsiya omillarining bogʻlanishi tajribaviy ravishda koʻrsatilmagan.
• Yadro va sitoplazma lokalizatsiyasi tabiiy LA4259 hujayralarida barqaror transgen material bilan hali tasdiqlanmagan.
• ScLOR16 ning urugʻ rivojlanishi yoki urugʻning qurishga chidamliligidagi funksiyasi sinovdan oʻtkazilmagan.
• Uzoq muddatli dala samaradorligi, meva hosildorligi va sifatga taʼsiri baholanmagan.
• Sovuq/qurgʻoqchilikka chidamlilikdagi ehtimoliy yutuq kasallikka chidamlilik yoki boshqa agronomik xususiyatlar bilan kompromiss hosil qiladimi-yoʻqmi nomaʼlum.

Asosiy metodologik cheklovlar

VIGS vaqtinchalik gen susaytirish usulidir. Gen genomdan doimiy ravishda chiqarib tashlanadigan barqaror knockout bilan teng emas. Shu sababli VIGS fenotipi kuchli nomzod-funksiya dalilini beradi, biroq oʻz-oʻzidan aniq genetik mexanizm yechimi emas.

Hujayra ichki lokalizatsiya tajribasi Nicotiana bargida geterolog vaqtinchalik ekspressiya orqali oʻtkazilgan. Tabiiy S. lycopersicoides fonidagi oqsil lokalizatsiyasi barqaror transgen tizimlarda qoʻshimcha ravishda tasdiqlanishi kerak.

Fiziologik oʻlchovlar yangi massa boʻyicha normallashtirilgan. Qurgʻoqchilikda oʻsimlik suv miqdorining oʻzgarishi yangi massa asosidagi qiymatlarda potensial ogʻish hosil qilishi mumkin.

Tadqiqot SOD, POD, prolin va TBARS bilan cheklangan fiziologik paneldan foydalangan. ROS/H₂O₂ miqdori, elektrolit sizib chiqishi, nisbiy suv miqdori, xlorofill floresansiyasi va fotosintetik samaradorlik kabi qoʻshimcha koʻrsatkichlar oʻlchanmagan.

Oqsil–oqsil oʻzaro taʼsirlari va ScLOR16 ning quyi oqim transkriptomik tarmogʻi aniqlanmagan. Shu sababli “ScLOR16 antioksidant aktivatsiyani bevosita bostiradi” degan ibora tadqiqot tomonidan molekulyar mexanizm darajasida isbotlanmagan; kuzatilgan fiziologik naqsh ushbu modelga mos keladi.

Manba va Usul Haqida Izoh

Asl tadqiqot: 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.

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

Masʼul mualliflar: Aoxue Wang; Liguo Zhang; Mingfang Feng.

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

Jurnal va nashr identifikatsiyasi: Biology, 2026, Jild 15, Son 17, Maqola 1542. Nashriyot: MDPI. DOI: 10.3390/biology15171542.

Nashr jarayoni: Qabul qilingan sana 4 Avgust 2026; tahrir 30 Avgust 2026; qabul 2 Sentabr 2026; nashr 4 Sentabr 2026.

Manba turi: Taqrizdan oʻtgan, ochiq kirishli original tadqiqot maqolasi. Genom miqyosidagi bioinformatik tavsiflashni oʻsimlik asosidagi molekulyar va fiziologik funksional tajribalar bilan birlashtiradi.

Litsenziya: Creative Commons Attribution (CC BY).

Oʻsimlik materiali: Solanum lycopersicoides introgression line LA4259; VF36 × S. lycopersicoides LA2951 genetik kelib chiqishi.

Asosiy usullar: HMM/hmmsearch; SMART; NCBI CDD; Pfam; WoLF PSORT; ExPASy; TBtools; MEME; PlantCARE; MUSCLE; trimAl; IQ-TREE2/ModelFinder; MCScanX; RT-qPCR; GFP fuzionli konfokal mikroskopiya; TRV asosidagi VIGS; SOD, POD, prolin va TBARS oʻlchovlari.

Stress sharoitlari: 4 °C sovuq; ekspressiya skriningida %20 PEG6000; 200 mM NaCl; VIGS funksional tajribasida toʻrt kun suv bermaslikka asoslangan qurgʻoqchilik.

Statistika: Umuman uchta mustaqil biologik takror; oʻrtacha ± SE. Vaqt qatori ekspressiyasida one-way ANOVA + Dunnett; VIGS fiziologik tahlilida ordinary two-way ANOVA + Tukey; p < 0,05 ahamiyatlilik chegarasi.

Moliyalashtirish: 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 maxsus mablagʻlari.

Etika qoʻmitasi: Qoʻllanilmaydi.

Ongli rozilik: Qoʻllanilmaydi.

Maʼlumotlar mavjudligi: Tadqiqotning original hissalari maqola va Supplementary Material ichida keltirilgani, qoʻshimcha savollar masʼul mualliflarga yoʻnaltirilishi mumkinligi bildirilgan.

Manfaatlar toʻqnashuvi: Mualliflar manfaatlar toʻqnashuvi yoʻqligini bildirgan.

Mualliflar hissasi: Xinyi Tang: maʼlumotlarni tartibga solish va dastlabki qoralama; Yueqi Huang: tadqiqot; Aoxue Wang: koʻrib chiqish/tahrirlash va moliyalashtirish; Liguo Zhang: koʻrib chiqish/tahrirlash va nazorat; Mingfang Feng: nazorat, moliyalashtirish va koʻrib chiqish/tahrirlash.

Manbadagi muhim talqin izohlari

ScLOR16 uchun hisoblash asosidagi lokalizatsiya bashorati xloroplast/vakuola boʻlsa, eksperimental geterolog GFP lokalizatsiyasi yadro/sitoplazmadir. Manba ushbu farqni yashirmaydi va tabiiy genetik fonda barqaror tasdiqlash zarurligini taʼkidlaydi.

ScLOR16 promotorida bir nechta ABA-responsive ABRE mavjud boʻlsa-da, tipik sovuq-responsive LTR va qurgʻoqchilik-responsive MBS motivlari yoʻq. Demak, ScLOR16 ning sovuq va qurgʻoqchilik tomonidan induksiya qilinish mexanizmini faqat promotor motivlari roʻyxati bilan tushuntirib boʻlmaydi.

Tadqiqotda PEG6000 ekspressiya profili uchun “qurgʻoqchilik simulyatsiyasi” sifatida qoʻllangan, funksional VIGS qurgʻoqchilik tajribasida esa oʻsimliklarga toʻrt kun suv berilmagan. Ushbu ikki tajribaviy stress modeli bir-biriga aralashtirilmasligi kerak.

Mualliflar ScLOR16 ni amaliy seleksiya nishoni sifatida qabul qilish uchun mavjud VIGS natijalari yetarli emasligini ochiq taʼkidlaydi. Madaniy pomidordagi aniq ortologni aniqlash va keyingi gen tahriri orqali tasdiqlash kelajakdagi tadqiqot sifatida qoldirilgan.