Kim, Kang-Chang;Lee, Jin-Hwan;Her, Yoon-Kang;Maeng, Jue-Son
Journal of Plant Biology
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v.39
no.4
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pp.257-263
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1996
Flower-inducing activity in the phloem exudata of Pharbitis cotyledons was investigated using the bioassay of Pharbitis and Lemna. By SDS-PAGE and 2-D gel electrophoresis of the phloem exudate, two polypeptides of 11 kDa and of approximately 32 kDa (pI 6.9) showing qualitative changes during the flower induction were detected. A polypeptide of approximately 20 kDa (pI 4.8) specifically labeled in vivo with [35S]methionine was found during the inductive dark period in Pharbitis cotyledon tissues. The polypeptide of the equivalent molecular mass and with the identicl pI value was also detected by in vitro translation assay. Thus, it is assumed that the 20 kDa polypeptide plays a role in the process of flower induction in Pharbitis cotyledons.
Histone deacetylases (HDACs) play a pivotal role in epigenetic regulation, affecting the structure of chromatin and gene expression across different stages of plant development and in response to environmental stresses. Although the role of HDACs in Arabidopsis and rice has been focused on in extensive research, the role of the HDAC gene family in various medicinal plants remains unclear. In the genome of the balloon flower (Platycodon grandiflorus), we identified 10 putative P. grandiflorus HDAC (PlgHDAC) proteins, which were classified into the three families (RPD3/HDA1, SIR2, and HD2 HDAC families) based on their domain compositions. These HDACs were predicted to be localized in various cellular compartments, indicating that they have diverse functions. In addition, the tissue-specific expression profiles of PlgHDACs differed across different plant tissues, indicating that they are involved in various developmental processes. Furthermore, the expression levels of all PlgHDACs were upregulated in leaves after waterlogging treatment, implying their potential role in coping with waterlogging-induced stress. Overall, our findings provide a comprehensive foundation for further research into the epigenetic regulation of PlgHDACs, and particularly, on their functions in response to environmental stresses such as waterlogging. Understanding the roles of these HDACs in the development and stress responses of balloon flower could have significant implications for improving crop yield and the quality of this important medicinal plant.
A cDNA encoding desiccation-related protein was isolated from a flower bud cDNA library of Chinese cabbage (C-DH) and its nucleotide sequence was characterized. It contains 679 bp nucleotides with 501 bp open reading frame. The amino acid sequence of the putative protein showed the highest amino acid sequence homology (79 % identity) to dehydrin protein in Gossypium hirsutum. Also, the C-DH shares 48-52% amino acid sequence identity with the other typical dehydrin proteins in plant cells. When the amino acid sequence of their proteins were aligned, several peptide motifs were well conserved, of which function has to be solved. Particularly the C-DH contains 15 additional amino acids at its N-terminus. Genomic Southern blot analysis using the coding region of C-DH showed that the C-DH consists of a single copy gene in Chinese cabbage genome. The C-DH mRNA, whose transcript size is 0.7 kb, was expressed with a tissue-specific manner. It was highly expressed in seed, flower buds and low expression as detected in root, stem or leaf tissues of Chinese cabbage. And the transcript level of C-DH was significantly induced by the treatment of plant hormone, abscisic acid and water-deficit conditions.
Park, Myoung Ryoul;Kim, Ki-Young;Tyagi, Kuldeep;Baek, So-Hyeon;Yun, Song Joong
Korean Journal of Breeding Science
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v.43
no.1
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pp.1-13
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2011
Low temperature stress is one of the major negative factors affecting vegetative and reproductive growth of rice. To better understand responses of rice plants to low temperature we analyzed transcriptome expression patterns in glumous flower of cold-tolerant japonica rice variety, Stejaree45, and cold-susceptible variety, HR19621-AC6 at booting stage under cold water irrigation. A total of 2,411 probes were differentially expressed by low temperature in glumous flowers of the two varieties. Some important genes involved in hormone biosynthesis showed variety-specific regulation. Expression of GA20ox3 and GA2ox, among the genes involved in GA biosynthesis, was regulated differentially in the two varieties. Among the genes involved in IAA biosynthesis, YUCCA1 and TAA1:1 showed variety-specific regulation. Among the genes involved in cytokinin biosynthsis and signaling, expression of LOG, HK1 and HK3 was significantly down-regulated only in the cold-susceptible variety. Among the genes involved in ABA biosynthesis, NSY and AAO3 were down-regulated only in the cold-tolerant variety. In general, genes involved in GA, IAA and cytokinin biosynthesis responded to cold temperature in such a way that capacity of those bioactive hormones is maintained at relatively higher levels under cold temperature in the cold-tolerant variety, which can help minimize cold stress imposed to developing reproductive organs in the cold-tolerant variety.
Hong, Joon Ki;Lim, Myung-Ho;Kim, Jin A;Kim, Jung Sun;Lee, Seung Bum;Suh, Eun Jung;Lee, Soo In;Lee, Yeon-Hee
Plant Breeding and Biotechnology
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v.2
no.3
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pp.289-300
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2014
A tissue-specific and developmentally expressed gene was isolated from Chinese cabbage (Brassica rapa L. ssp. pekinensis), designated BrREF (B. rapa Rubber elongation factor). BrREF transcripts were expressed at high levels in seedlings and at low levels in flower buds and roots. To study the activity of this promoter, the 2.2 kb upstream sequence of BrREF gene was fused to a β-glucuronidase (GUS) reporter gene and was introduced into Arabidopsis thaliana and B. napus by Agrobacterium-mediated transformation. Strong expression of GUS driven by the BrREF promoter was detected in the cotyledons and hypocotyls of transgenic plant seedlings, but GUS expression was weak in roots, excluding the root tips. GUS expression in the cotyledons and hypocotyls decreased dramatically as the seedlings matured and was not detected in the tissues of mature plants. During floral development, GUS expression was observed in immature anthers. These findings suggest that the BrREF promoter can modulate the tissue-specific and developmental expression of gene at the early stages of growth and development.
We investigated the expression pattern of dehydration responsive element-binding protein-3 in tomato under different abiotic stresses. Full length LeDREB3 cDNA was isolated from tomato plant, followed by phylogenetic analysis based on deduced amino acid sequences that revealed significant sequence similarity to DREB proteins belonging to diverse families of plant species. Southern blot analysis showed duplicate copies of LeDREB3 in the tomato genome while organ-specific expression profiling indicated constitutive expression of LeDREB3 in all tested organs, which was particularly strong in flower. LeDREB3 expression was significantly induced by Nacl, drought, low temperature and $H_2O_2$. Moreover, LeDREB3 was slightly regulated by treatment with ABA and MV. These observations suggest that the LeDREB3 gene may be involved in the response of the tomato plant to stress.
Lee, Jin Wook;Park, Gwang Hun;Eo, Hyun Ji;Song, Hun Min;Kim, Mi Kyoung;Kwon, Min Ji;Koo, Jin Suk;Lee, Jeong Rak;Lee, Man Hyo;Jeong, Jin Boo
Korean Journal of Plant Resources
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v.28
no.3
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pp.297-304
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2015
The flower buds of Sophora japonica L (SF), as a well-known traditional Chinese medicinal herb, have been used to treat bleeding-related disorders such as hematochezia, hemorrhoidal bleeding, dysfunctional uterine bleeding, and diarrhea. However, no specific anti-cancer effect and its molecular mechanism of SF have been described. Thus, we performed in vitro study to investigate if treatment of SF affects activating transcription factor 3 (ATF3) expression and ATF3-mediated apoptosis in human colorectal cancer cells. The effects of SF on cell viability and apoptosis were measured by MTT assay and Western blot analysis against cleaved poly (ADP-ribose) polymerase (PARP). ATF3 activation induced by SF was evaluated using Western blot analysis, RT-PCR and ATF3 promoter assay. SF treatment caused decrease of cell viability and increase of apoptosis in a dose-dependent manner in HCT116 and SW480 cells. Exposure of SF activated the levels of ATF3 protein and mRNA via transcriptional regulation in HCT116 and SW480 cells. Inhibition of extracellular signal-regulated kinases (ERK) 1/2 by PD98059 and p38 by SB203580 attenuated SF-induced ATF3 expression and transcriptional activation. Ectopic ATF3 overexpression accelerated SF-induced cleavage of PARP. These findings suggest that SF-mediated apoptosis may be the result of ATF3 expression through ERK1/2 and p38-mediated transcriptional activation.
Receptor-like proteins (RLPs) are involved in plant development and disease resistance. Only some of the RLPs in tomato (Solanum lycopersicum L.) have been functionally characterized though 176 genes encoding RLPs, which have been identified in the tomato genome. To further understand the role of RLPs in tomato, we performed genome-guided classification and transcriptome analysis of these genes. Phylogenic comparisons revealed that the tomato RLP members could be divided into eight subgroups and that the genes evolved independently compared to similar genes in Arabidopsis. Based on location and physical clustering analyses, we conclude that tomato RLPs likely expanded primarily through tandem duplication events. According to tissue specific RNA-seq data, 71 RLPs were expressed in at least one of the following tissues: root, leaf, bud, flower, or fruit. Several genes had expression patterns that were tissue specific. In addition, tomato RLP expression profiles after infection with different pathogens showed distinguish gene regulations according to disease induction and resistance response as well as infection by bacteria and virus. Notably, Some RLPs were highly and/or unique expressed in susceptible tomato to pathogen, suggesting that the RLP could be involved in disease response, possibly as a host-susceptibility factor. Our study could provide an important clues for further investigations into the function of tomato RLPs involved in developmental and response to pathogens.
Thionins are a family of low molecular weight cysteine-rich antimicrobial peptides. We isolated a cDNA encoding thionin gene from a flower bud cDNA library of Chinese cabbage (CFT). The gene contains 611 by nucleotides with 60 bp, and 150 by untranslated regions at its N- and C-terminal, respectively. The deduced amino acid sequence encoded 133 amino acids containing precursor polypeptide. The protein reveals that the precursor has a tripartite structure: a putative signal sequence at the N-terminus, followed by a mature thionin peptide, and a C-terminal acidic domain, which facilitates transport of the mature thionin through membrane. Genomic Southern blot analysis suggests that the CFT gene may be present as a single or two copy gene in the Chinese cabbage genome. Northern blot analysis shows that the gene is specifically expressed in flowers, but not in leaves, stems, or roots. When we analyzed the antifungal activity of the recombinant CFT protein, which was expressed in E. coli using the truncated cDNA region corresponding to the mature protein part, it was not active on fungal growth inhibition.
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