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자료유형
학술저널
저자정보
황선구 (강원대학교) 김경희 (동국대학교) 이병무 (동국대학교) 문준철 (강원대학교)
저널정보
한국유전학회 Genes & Genomics Genes & Genomics Vol.40 No.7
발행연도
2018.1
수록면
755 - 766 (12page)

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The root plays an important role during plant development and growth, i.e., the plant body maintenance, nutrient storage, absorption of water, oxygen and nutrient from the soil, and storage of water and carbohydrates, etc. The objective of this study was attempted to determine root-specific genes at the initial developmental stages of maize by using network-based transcriptome analysis. The raw data obtained using RNA-seq were filtered for quality control of the reads with the FASTQC tool, and the filtered reads were pre-proceed using the TRIMMOMATIC tool. The enriched BINs of the DEGs were detected using PageMan analysis with the ORA_FISHER statistical test, and genes were assigned to metabolic pathways by using the MapMan tool, which was also used for detecting transcription factors (TFs). For reconstruction of the co-expression network, we used the algorithm for the reconstruction of accurate cellular networks (ARACNE) in the R package, and then the reconstructed co-expression network was visualized using the Cytoscape tool. RNA-seq. was performed using maize shoots and roots at different developmental stages of root emergence (6–10 days after planting, VE) and 1 week after plant emergence (V2). A total of 1286 differentially expressed genes (DEGs) were detected in both tissues. Many DEGs involved in metabolic pathways exhibited altered mRNA levels between VE and V2. In addition, we observed gene expression changes for 113 transcription factors and found five enriched cis-regulatory elements in the 1-kb upstream regions of both DEGs. The network-based transcriptome analysis showed two modules as co-expressed gene clusters differentially expressed between the shoots and roots during plant development. The DEGs of one module exhibited gene expressional coherence in the maize root tips, suggesting that their functional relationships are associated with the initial developmental stage of the maize root. Finally, we confirmed reliable mRNA levels of the hub genes in the potential sub-network related to initial root development at the different developmental stages of VE, V2, and 2 weeks after plant emergence.

목차

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참고문헌 (46)

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Ariel F / 2010 / Environmental regulation of lateral root emergence in Medicago truncatula requires the HD-Zip I transcription factor $HB_1$ / Plant Cell 22:2171~2183 Crossref Baatour O / 2012 / Effect of growth stages on phenolics content and antioxidant activities of shoots in sweet marjoram (Origanum majorana L.) varieties under salt stress / Afr J Biotechnol 11:16486~16493 google schola Bailey TL / 2012 / Inferring direct DNA binding from ChIP-sEq / Nucleic Acids Res 40:e128 Crossref Bolger AM / 2014 / Trimmomatic: a flexible trimmer for Illumina sequence data / Bioinformatics 30:2114~2120 Crossref Cai HG / 2012 / Mapping QTLs for root system architecture of maize (Zea mays L.) in the field at different developmental stages / Theor Appl Genet 125:1313~1324 Crossref

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