Distributio praecipitationis secundum tempora anni in provincia Guizhou inaequalis est, cum praecipitationibus maioribus vere et aestate, sed plantae brassicae rapae siccitati autumno et hieme obnoxiae sunt, quod graviter proventum afficit. Sinapis est seges oleifera specialis, praesertim in provincia Guizhou culta. Tolerantiam siccitati validam habet et in regionibus montanis crescere potest. Dives fons genorum resistentium siccitati est. Inventio genorum resistentium siccitati maximi momenti est ad emendationem varietatum sinapis et ad innovationem in opibus germinis plasmatis. Familia GRF partes criticas agit in incremento et evolutione plantarum et responsione ad siccitatem. In praesenti, gena GRF in *Arabidopsis* 2, oryza (Oryza sativa) 12, brassica rapa 13, gossypio (Gossypium hirsutum) 14, tritico (Triticum aestivum) 15, milio perlato (Setaria italica) 16 et Brassica 17 inventa sunt, sed nullae relationes de genis GRF in sinapi detectis sunt. In hoc studio, gena familiae GRF sinapis in gradu totius genomi identificata sunt, et proprietates physicae et chemicae, relationes evolutionariae, homologia, motivi conservati, structura genorum, duplicationes genorum, cis-elementa, et stadium plantulae (stadium quattuor foliorum) analysata sunt. Exemplaria expressionis sub stresse siccitatis plene analysata sunt ut basis scientifica pro studiis ulterioribus de functione potentiali genorum BjGRF in responsione siccitatis praebeatur et ut gena candidata ad sinapis siccitatis tolerantis propagationem praebeantur.
Triginta quattuor gena BjGRF in genoma Brassicae junceae per duas investigationes HMMER identificata sunt, quarum omnes dominia QLQ et WRC continent. Sequentiae CDS genorum BjGRF identificatorum in Tabula Supplementi S1 exhibentur. BjGRF01–BjGRF34 secundum locum in chromosomate nominantur. Proprietates physico-chemicae huius familiae indicant longitudinem aminoacidorum valde variabilem esse, a 261 aa (BjGRF19) ad 905 aa (BjGRF28) variantem. Punctum isoelectricum BjGRF a 6.19 (BjGRF02) ad 9.35 (BjGRF03) cum media 8.33 variat, et 88.24% BjGRF est proteinum basicum. Ambitus ponderis molecularis praedictus BjGRF est a 29.82 kDa (BjGRF19) ad 102.90 kDa (BjGRF28); Index instabilitatis proteinorum BjGRF a 51.13 (BjGRF08) ad 78.24 (BjGRF19) variat, omnes maiores quam 40 sunt, quod indicat indicem acidorum pinguium a 43.65 (BjGRF01) ad 78.78 (BjGRF22) variare, hydrophilicitas media (GRAVY) a -1.07 (BjGRF31) ad -0.45 (BjGRF22) variare, omnes proteinae BjGRF hydrophilae valores GRAVY negativos habent, quod fortasse ob defectum hydrophobicitatis a residuis causatum est. Praedictio localizationis subcellularis ostendit 31 proteinas a BjGRF codificatas in nucleo, BjGRF04 in peroxisomatibus, BjGRF25 in cytoplasmate, et BjGRF28 in chloroplastis (Tabula 1), quod indicat BjGRFs in nucleo localizari et munus regulatorium magnum ut factor transcriptionis agere posse.
Analysis phylogenetica familiarum GRF in diversis speciebus adiuvare potest ad functiones genorum investigandas. Ergo, sequentiae aminoacidorum plenae longitudinis 35 GRF brassicae rapae, 16 rapae, 12 oryzae, 10 milii et 9 Arabidopsis depromptae sunt et arbor phylogenetica constructa est secundum 34 gena BjGRF identificata (Fig. 1). Tres subfamiliae diversos numeros membrorum continent; 116 TF GRF in tres subfamilias diversas (greges A~C) dividuntur, continentes 59 (50.86%), 34 (29.31%) et 23 (19.83)% GRF, respective. Inter eos, 34 membra familiae BjGRF per 3 subfamilias dispersa sunt: 13 membra in grege A (38.24%), 12 membra in grege B (35.29%) et 9 membra in grege C (26.47%). In polyploidizatione sinapis, numerus genorum BjGRFs in diversis subfamiliis differt, et amplificatio et iactura genorum fortasse acciderunt. Notandum est nullam distributionem GRF oryzae et milii in grege C exstare, dum duo GRF oryzae et unus GRF milii in grege B sunt, et pleraque GRF oryzae et milii in uno ramo congregata esse, quod indicat BjGRFs arcte cum dicotiledonibus cognatos esse. Inter ea, studia profundissima de functione GRF in *Arabidopsis thaliana* fundamentum praebent studiis functionalibus BjGRFs.
Arbor phylogenetica sinapis, comprehendens Brassica napus, Brassica napus, oryzam, milium et membra familiae Arabidopsis thalianae GRF.
Analysis genorum repetitivorum in familia GRF sinapis. Linea grisea in fundo segmentum synchronizatum in genoma sinapis repraesentat, linea rubra par repetitionum segmentatarum geni BjGRF repraesentat;
Expressio geni BjGRF sub siccitate in stadio quarti folii. Data qRT-PCR in Tabula Supplementi S5 monstrantur. Differentiae significantes in datis litteris minusculis indicantur.
Dum clima globale pergit mutari, studium quomodo fruges siccitati accentus sustineant et earum tolerantiae rationes emendandae res investigationis calida facta est18. Post siccitatem, structura morphologica, expressio genorum et processus metabolici plantarum mutabuntur, quod ad cessationem photosyntheseos et perturbationem metabolicam ducere potest, proventum et qualitatem frugum afficiens19,20,21. Cum plantae signa siccitatis sentiunt, nuntios secundarios ut Ca2+ et phosphatidylinositol producunt, concentrationem ionum calcii intracellularis augent et rete regulatorium viae phosphorylationis proteinorum activant22,23. Proteinum finale destinatum directe implicatur in defensione cellulari vel expressionem genorum accentus affinium per factores transcriptionis (TFs) regulat, tolerantiam plantarum ad accentum augens24,25. Itaque TFs munus cruciale agunt in respondendo accentui siccitatis. Secundum seriem et proprietates ligationis DNA TFs accentui siccitatis responsivos, TFs in familias diversas dividi possunt, ut GRF, ERF, MYB, WRKY et alias familias26.
Familia genorum GRF est genus factorum transcriptionis (TF) plantae propriae quae partes magnas agit in variis aspectibus, ut in incremento, evolutione, transductione signorum, et responsionibus defensionis plantarum27. Ex quo primum gen GRF in *O. sativa* inventum est28, plura et plura gena GRF in multis speciebus inventa sunt et demonstrata sunt incrementum, evolutionem, et responsionem ad stress plantarum afficere8, 29, 30, 31, 32. Cum publicatione sequentiae genomi *Brassicae junceae*, identificatio familiae genorum BjGRF possibilis facta est33. In hoc studio, 34 gena BjGRF in toto genomo sinapis identificata sunt et BjGRF01–BjGRF34 nominata sunt secundum positionem chromosomalem. Omnia continent regiones QLQ et WRC valde conservatas. Analysis proprietatum physico-chemicarum ostendit differentias in numeris aminoacidorum et ponderibus molecularibus proteinorum BjGRF (praeter BjGRF28) non esse significantes, quod indicat familiae BjGRF membra similia functiones habere posse. Analysis structurae genorum ostendit 64.7% genorum BjGRF quattuor exona continere, quod indicat structuram geni BjGRF per evolutionem relative conservatam esse, sed numerum exonum in genis BjGRF10, BjGRF16, BjGRP28 et BjGRF29 maiorem esse. Studia demonstraverunt additionem vel deletionem exonum vel intronum ad differentias in structura et functione genorum ducere posse, ita nova gena creando34,35,36. Ideo coniecimus intronem BjGRF per evolutionem amissum esse, quod mutationes in functione genorum causare potest. Congruenter cum studiis exstantibus, etiam invenimus numerum intronum cum expressione genorum coniunctum esse. Cum numerus intronum in gene magnus est, gen celeriter variis factoribus adversis respondere potest.
Duplicatio genorum factor magnus est in evolutione genomica et genetica37. Studia conexa demonstraverunt duplicationem genorum non solum numerum genorum GRF augere, sed etiam esse medium generandi nova gena ad adiuvandas plantas ut se ad varias condiciones ambientales adversas accommodent38. In hoc studio inventa sunt in summa 48 paria genorum duplicata, quae omnia erant duplicationes segmentales, indicando duplicationes segmentales esse mechanismum principalem ad numerum genorum in hac familia augendum. In litteris relatum est duplicationem segmentalem efficaciter amplificationem membrorum familiae genorum GRF in *Arabidopsis* et *fragaria* promovere posse, et nullam duplicationem in serie huius familiae genorum in ulla specie inventam esse27,39. Resultata huius studii congruunt cum studiis exstantibus de familiis *Arabidopsis thaliana* et *fragariae*, suggerentes familiam GRF numerum genorum augere et nova gena per duplicationem segmentalem in diversis plantis generare posse.
In hoc studio, in summa 34 gena BjGRF in sinapi identificata sunt, quae in 3 subfamilias divisa sunt. Haec gena similia argumenta conservata et structuras genorum ostenderunt. Analysis collinearitatis 48 paria duplicationum segmentorum in sinapi revelavit. Regio promotoris BjGRF elementa cis-agentia continet quae cum responsione ad lucem, responsione hormonali, responsione ad stress environmentalem, et incremento atque evolutione consociantur. Expressio 34 genorum BjGRF in stadio plantulae sinapis (radices, caules, folia) detecta est, et exemplar expressionis 10 genorum BjGRF sub condicionibus siccitatis. Inventum est exemplaria expressionis genorum BjGRF sub stress siccitatis similia esse et similia esse posse. Implicatio in regulatione Coactionis Siccitatis. Gena BjGRF03 et BjGRF32 partes regulatorias positivas in stress siccitatis agere possunt, dum BjGRF06 et BjGRF23 partes in stress siccitatis agunt ut gena scopi miR396. In summa, studium nostrum basin biologicam praebet pro futura inventione functionis geni BjGRF in plantis Brassicaceae.
Semina sinapis in hoc experimento adhibita a Guizhou Oleum Semen Investigationis Institutum, Academiae Scientiarum Agriculturae Guizhou, suppeditata sunt. Semina integra elige et in terra (substratum: terram = 3:1) planta, et radices, caules et folia post stadium quattuor foliorum collige. Plantae 20% PEG 6000 ad simulandam siccitatem tractatae sunt, et folia post 0, 3, 6, 12 et 24 horas collecta sunt. Omnia exempla plantarum statim in nitrogenio liquido congelata et deinde in armario frigorifico -80°C ad experimentum proximum conservata sunt.
Omnia data per hoc studium obtenta vel analysata in articulo edito et fasciculis informationum supplementariarum continentur.
Tempus publicationis: XXII Ianuarii MMXXXV