Growth Promotion-Related miRNAs inO

Growth Promotion-Related miRNAs in
Oncidium
Orchid
Roots Colonized by the Endophytic Fungus P i r i f o r m o s p o r a i n d i c a
Wei Ye1,3., Chin-Hui Shen2,4., Yuling Lin1, Peng-Jen Chen2, Xuming Xu3, Ralf Oelmu ¨ller5, Kai-Wun Yeh2*, Zhongxiong Lai1*
1Institute of Horticultural Biotechnology, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou, Fujian, China, 2Institute of Plant Biology, National Taiwan University, Taipei, Taiwan, 3Sanming Academy of Agricultural Sciences, Sanming, Fujian, China, 4Ecological Materials Technology Department, Green Energy & Eco-technology System Center, ITRI South Campus, Industrial Technology Research Institute, Tainan, Taiwan, 5Department of General Botany and Plant Physiology, Friedrich-Schiller University, Jena, Germany
Abstract Piriformospora indica, an endophytic fungus of Sebacinales, colonizes the roots of a wide range of host plants and establishes various benefits for the plants. In this work, we describe miRNAs which are upregulated in Oncidium orchid roots after colonization by the fungus. Growth promotion and vigorous root development were observed in Oncidium hybrid orchid, while seedlings were colonized by P. indica. We performed a genome-wide expression profiling of small RNAs in Oncidium orchid roots either colonized or not-colonized by P. indica. After sequencing, 24,570,250 and 24744,141 clean reads were obtained from two libraries. 13,736 from 17,036,953 unique sequences showed homology to either 86 miRNA families described in 41 plant species, or to 46 potential novel miRNAs, or to 51 corresponding miRNA precursors. The predicted target genes of these miRNAs are mainly involved in auxin signal perception and transduction, transcription, development and plant defense. The expression analysis of miRNAs and target genes demonstrated the regulatory functions they may participate in. This study revealed that growth stimulation of the Oncidium orchid after colonization by P. indica includes an intricate network of miRNAs and their targets. The symbiotic function of P. indica on Oncidium orchid resembles previous findings on Chinese cabbage. This is the first study on growth regulation and development of Oncidium orchid by miRNAs induced by the symbiotic fungus P. indica.
Citation: Ye W, Shen C-H, Lin Y, Chen P-J, Xu X, et al. (2014) Growth Promotion-Related miRNAs in Oncidium Orchid Roots Colonized by the Endophytic Fungus Piriformospora indica. PLoS ONE 9(1): e84920. doi:10.1371/journal.pone.0084920
Editor: Malcolm Bennett, University of Nottingham, United Kingdom
Received August 22, 2013; Accepted November 20, 2013; Published January 7, 2014 Copyright:  2014 Ye et al. This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original author and source are credited.
Funding: The work is supported by the fund of National Science Council under the project NSC -101-2324-B-002-023-CC2 to Dr. Kai-Wun Yeh. This work was also funded by the National Natural Science Foundation of China (31078717, 31272149, and 31201614), the Doctoral Program of Higher Education of the Chinese Ministry of Education (20093515110005 and 20123515120008), and Fujian Provincial Natural Science Foundation of China (2012J05042). The authors are also grateful to the support of PPP project, 2013 from both NSC, Taiwan and DAAD, Germany. This work was also funded by the Fujian Provincial Science and Technology Platform Construction Project (2008N2001). The funders had no role in study design, data collection and analysis, decision to publish, or preparation of the manuscript.
Competing Interests: The authors have declared that no competing interests exist.
* E-mail: [e-mail] (KWY); [e-mail] (ZL)
. These authors contributed equally to this work.
Introduction
Piriformospora indica, a root-colonizing endophyte with a broad host range, is intensively studied due to its diverse beneficial effects on the performance of both monocot and eudicot plants. P. indica improves nutrition uptake of the host plants [1,2], enhances their resistance to biotic and abiotic stress [3–6], promotes the biomass of the aerial and under-ground parts [7] as well as the accumulation of secondary metabolites followed by a cell deathdependent phase, and this lifestyle is critical for local and systemic resistance induced by P. indica [6,8–11]. Since the fungus can easily be cultivated without any host, it became a model organism to study symbiotic root interactions [3]. Proteomics and transcriptomics were employed to study the interaction of P. indica with Arabidopsis thaliana and barley, and stage-specific up- or downregulated proteins and genes involved in phytohormone metabolism [11,12] and membrane protein synthesis [13] were detected.
P. indica also promotes growth of Chinese cabbage (Brassica campestris subsp.chinensis). Analysis of a double-subtracted EST cDNA libr

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

การเจริญเติบโต miRNAs โปรโมชั่นที่เกี่ยวข้องกับ
Oncidium
กล้วยไม้
รากอาณานิคมโดยเอนโดไฟต์เชื้อรา P iriformosporaindica
Wei Ye1,3. Chin-Hui Shen2,4. Yuling Lin1, Peng-เจน Chen2, Xuming Xu3 ราล์ฟ Oelmu ¨ller5ไก่-Wun Yeh2 * Zhongxiong Lai1 *
1Institute ของพืชสวนเทคโนโลยีชีวภาพ, ฝูเจี้ยนเกษตรและป่าไม้มหาวิทยาลัยฝูโจว, ฝูเจี้ยน, จีน, 2Institute พืชชีววิทยามหาวิทยาลัยแห่งชาติไต้หวัน, ไทเป, ไต้หวัน, 3Sanming Academy of Sciences การเกษตร Sanming, ฝูเจี้ยน, จีน, 4Ecological เทคโนโลยีวัสดุ กรมพลังงานสีเขียวและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมเทคโนโลยีระบบศูนย์ ITRI วิทยาเขตภาคใต้, สถาบันวิจัยเทคโนโลยีอุตสาหกรรม, ไถหนาน, ไต้หวัน, 5Department ของนายพลพฤกษศาสตร์และสรีรวิทยาพืช, ฟรีดริชชิลเลอร์มหาวิทยาลัยเจเยอรมนี
บทคัดย่อ Piriformospora indica เป็นเชื้อราเอนโดไฟท์ของ Sebacinales, อาณานิคมรากของความหลากหลายของพืชและกำหนดสิทธิประโยชน์ต่างๆสำหรับพืช ในงานนี้เราจะอธิบาย miRNAs ซึ่งมี upregulated ใน Oncidium รากกล้วยไม้หลังจากการล่าอาณานิคมจากเชื้อรา โปรโมชั่นการเจริญเติบโตและการพัฒนารากแข็งแรงพบในกล้วยไม้ลูกผสม Oncidium ในขณะที่ต้นกล้าถูกอาณานิคมโดยพี indica เราดำเนินการจีโนมทั้งโปรไฟล์การแสดงออกของ RNAs ขนาดเล็กใน Oncidium รากกล้วยไม้อาณานิคมหรือไม่อาณานิคมโดยพี indica หลังจากลำดับ 24570250 และ 24744.141 สะอาดอ่านได้จากสองห้องสมุด 13736 จาก 17,036,953 ลำดับไม่ซ้ำกันแสดงให้เห็นว่าคล้ายคลึงกันทั้ง 86 ครอบครัว miRNA อธิบายไว้ใน 41 พันธุ์พืชหรือ 46 นวนิยายที่มีศักยภาพ miRNAs หรือ 51 สอดคล้องสารตั้งต้น miRNA ยีนเป้าหมายที่คาดการณ์ของ miRNAs เหล่านี้มีส่วนร่วมในการรับรู้ส่วนใหญ่ออกซินของสัญญาณและพลังงานถอดความการพัฒนาและการป้องกันพืช การวิเคราะห์การแสดงออกของยีน miRNAs และเป้าหมายแสดงให้เห็นถึงฟังก์ชั่นการกำกับดูแลพวกเขาอาจจะมีส่วนร่วมใน. การศึกษาครั้งนี้เปิดเผยว่าการกระตุ้นการเจริญเติบโตของกล้วยไม้ Oncidium หลังจากการล่าอาณานิคมโดยพี indica รวมถึงเครือข่ายที่ซับซ้อนของ miRNAs และเป้าหมายของพวกเขา ฟังก์ชั่นทางชีวภาพของพี indica บน Oncidium กล้วยไม้มีลักษณะคล้ายกับผลการวิจัยก่อนหน้านี้ผักกาดขาวปลี นี่คือการศึกษาครั้งแรกในการควบคุมการเจริญเติบโตและการพัฒนาของ Oncidium กล้วยไม้โดย miRNAs ที่เกิดจากเชื้อราชีวภาพพี indica.
อ้างอิง: เจ้า W, Shen CH, หลิน Y เฉิน PJ เสี่ยว X, et al (2014) การเจริญเติบโต miRNAs โปรโมชั่นที่เกี่ยวข้องกับราก Oncidium กล้วยไม้อาณานิคมโดย indica เอนโดไฟต์เชื้อรา Piriformospora PLoS ONE 9 (1): e84920 ดอย: 10.1371 / journal.pone.0084920
บรรณาธิการ: มัลคอล์เบนเน็ตต์, มหาวิทยาลัยนอตติงแฮม, สหราชอาณาจักร
ได้รับ 22 สิงหาคม 2013; ได้รับการยืนยัน 20 พฤศจิกายน 2013; ตีพิมพ์ 7 มกราคม 2014 ลิขสิทธิ์: 2014 Ye, et al นี้เป็นบทความเปิดการเข้าถึงการกระจายภายใต้เงื่อนไขของสัญญาอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์ซึ่งอนุญาตให้ใช้งานแบบไม่ จำกัด การจัดจำหน่ายและการทำสำเนาในสื่อใด ๆ ที่ให้ผู้เขียนต้นฉบับและแหล่งที่มาจะให้เครดิต.
เงินทุน: การทำงานที่ได้รับการสนับสนุนจากกองทุนของ สภาวิทยาศาสตร์แห่งชาติภายใต้โครงการ NSC -101-2324-B-002-023-CC2 ดร Kai-Wun Yeh งานนี้ยังได้รับการสนับสนุนโดยมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติธรรมชาติแห่งประเทศจีน (31078717, 31272149 และ 31201614), โครงการเอกการศึกษาระดับสูงของกระทรวงศึกษาธิการ (20093515110005 และ 20123515120008) จีนและฝูเจี้ยนจังหวัดมูลนิธิวิทยาศาสตร์ธรรมชาติแห่งประเทศจีน (2012J05042 ) ผู้เขียนยังขอบคุณการสนับสนุนของโครงการ PPP 2013 จากทั้งสมช., ไต้หวันและ DAAD เยอรมนี งานนี้ยังได้รับการสนับสนุนโดยโครงการจังหวัด Fujian วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแพลตฟอร์มก่อสร้าง (2008N2001) เงินทุนมีบทบาทในการออกแบบการศึกษาการเก็บรวบรวมข้อมูลและการวิเคราะห์การตัดสินใจที่จะเผยแพร่หรือการจัดทำต้นฉบับ no.
สนใจที่แข่งขัน:. ผู้เขียนได้ประกาศว่าไม่มีความสนใจที่แข่งขันอยู่
* E-mail: [e-mail] ( KWY); [e-mail]
(ZL) ผู้เขียนเหล่านี้สนับสนุนอย่างเท่าเทียมกันในการทำงานนี้.
บทนำ
Piriformospora indica เป็น endophyte รากอาณานิคมกับช่วงโฮสต์กว้างมีการศึกษาอย่างเข้มงวดเนื่องจากผลประโยชน์ของตนที่หลากหลายเกี่ยวกับการทำงานของทั้งใบเลี้ยงเดี่ยวและ eudicot พืช พี indica ช่วยเพิ่มการดูดซึมสารอาหารที่พืชโฮสต์ [1,2], ช่วยเพิ่มความต้านทานต่อความเครียดชีวิตและ Abiotic [3-6] ส่งเสริมชีวมวลของอากาศและอยู่ภายใต้พื้นดินส่วน [7] เช่นเดียวกับการสะสมของ สารทุติยภูมิตามด้วยเซลล์เฟส deathdependent และชีวิตนี้เป็นสิ่งสำคัญสำหรับความต้านทานในท้องถิ่นและระบบที่เกิดจากพี indica [6,8-11] เนื่องจากเชื้อราได้อย่างง่ายดายโดยไม่ต้องได้รับการปลูกฝังโฮสต์ใด ๆ มันก็กลายเป็นแบบอินทรีย์เพื่อศึกษาปฏิสัมพันธ์รากชีวภาพ [3] โปรตีนและ transcriptomics ถูกว่าจ้างเพื่อศึกษาปฏิสัมพันธ์ของพี indica กับ thaliana Arabidopsis และข้าวบาร์เลย์และขั้นตอนเฉพาะโปรตีนขึ้นหรือ downregulated และยีนที่เกี่ยวข้องในการเผาผลาญ phytohormone [11,12] และการสังเคราะห์โปรตีนเมมเบรน [13] พบ.
P . indica นอกจากนี้ยังส่งเสริมการเจริญเติบโตของผักกาดขาวปลี (Brassica campestris subsp.chinensis) การวิเคราะห์คู่หัก EST cDNA Libr