Datos de investigación
Análisis de expresión génica diferencial durante el desarrollo floral de dos especies de Loasaceae
Publicador:
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
Fecha de depósito:
12/05/2023
Fecha de creación:
16/09/2021
Clasificación temática:
Resumen
Estos datos y scripts forman constituyen el material suplementario de Strelin, M. M., Zattara, E. E., Ullrich, K., Schallenberg-Rüdinger, M., & Rensing, S. (2022). Delayed differentiation of epidermal cells walls can underlie pedomorphosis in plants: the case of pedomorphic petals in the hummingbird-pollinated Caiophora hibiscifolia (Loasaceae, subfam. Loasoideae) species. EvoDevo, 13, 1-14.
Understanding the relationship between macroevolutionary diversity and variation in organism
development is an important goal of evolutionary biology. Variation in the morphology of several plant and animal
lineages is attributed to pedomorphosis, a case of heterochrony, where an ancestral juvenile shape is retained in an
adult descendant. Pedomorphosis facilitated morphological adaptation in diferent plant lineages, but its cellular
and molecular basis needs further exploration. Plant development difers from animal development in that cells are
enclosed by cell walls and do not migrate. Moreover, in many plant lineages, the diferentiated epidermis of leaves,
and leaf-derived structures, such as petals, limits organ growth. We, therefore, proposed that pedomorphosis in leaves,
and in leaf-derived structures, results from delayed diferentiation of epidermal cells with respect to reproductive
maturity. This idea was explored for petal evolution, given the importance of corolla morphology for angiosperm
reproductive success.
Información Técnica
Dentro del archivo comprimido se encuentran los scripts anotados (en lenguaje R Markdown) de los análisis de anotación transcriptómica y expresión génica diferencial comparativa de dos estadios del desarrollo floral de Loasa heterofila y Caiophora hibiscifolia (Fam. Loasaceae). Se incluyen las matrices de conteos de fragmentos secuenciados mediante RNAseq para cada muestra, las tablas empleadas para la anotación del transcriptoma de ambas especies, y las salidas de los análisis de enriquecimiento de términos GO (Gene Ontology) para los contrastes realizados durante el análisis.
Métodos
Las muestras de pétalos congelados fueron pulverizadas con un mortero y un pistilo, y el ARN total fue extraído y purificado utilizando el kit RNeasy Plant Mini (Qiagen). Se verificó la integridad del ARN total utilizando un BioAnalyzer con un chip Agilent RNA 6000 Nano, siguiendo las instrucciones del fabricante (Agilent, https://www.agilent.com). Proporcionamos 5 μg de cDNA total de cada muestra al Max Plank Genome Center Cologne para su secuenciación. El cDNA fue secuenciado como lecturas de extremo emparejado de 100 bp utilizando HiSeq2500 (Illumina). Las bibliotecas obtenidas para dos de las tres muestras de brotes de L. heterophylla se secuenciaron más tarde, a 150 bp. Todos los datos están disponibles a través del Short Read Archive de NCBI (acceso al BioProject: PRJNA763894).
Los archivos FastQ de cada especie se recortaron de calidad con Trimmomatic (http://www.usadellab.org/cms/?page=trimmomatic) y se utilizaron para ensamblar transcriptomas de referencia específicos de cada especie con Trinity-v2.4.0 (https://github.com/trinityrnaseq/trinityrnaseq/wiki). Se evaluó la completitud de cada ensamblaje utilizando BUSCO (https://busco.ezlab.org) v4.1.3 con el conjunto de datos de linaje embryophyta_odb10. Se realizó la asignación de lecturas de cada especie a su transcriptoma de referencia ensamblado y la estimación de la abundancia de los transcritos utilizando los scripts perl align_and_estimate_abundance.pl y abundance_estimates_to_matrix.pl incluidos en Trinity-v2.4.0, utilizando Bowtie2 como método de alineación y RSEM como método de estimación de abundancia.
Dado que no hay disponible ningún genoma de ninguna especie dentro de la familia Loasaceae, se consideraron genomas disponibles de las familias más cercanas posibles como fuente de referencia "común" anotada. Se eligió para este propósito el genoma del Árbol Feliz chino, Camptotheca acuminata (Nyssaceae) (https://doi.org/10.1093/gigascience/gix065). Los modelos de genes fueron anotados utilizando Trinotate (https://github.com/Trinotate/Trinotate.github.io/wiki). Los detalles sobre la anotación de modelos de genes se pueden encontrar en el informe R del análisis de RNAseq (Archivo adicional 2). Se mapearon los transcriptos de L. heterophylla y C. hibiscifolia a los modelos de genes de C. acuminata utilizando búsquedas BLASTx. En base a estos mapeos, se construyó una tabla de mapeo que asigna un modelo de gen de C. acuminata a las isoformas de cada especie que tuvieron una coincidencia con un valor e de 10e−3 o menor; todos las demás isoformas fueron descartados.
Utilizando las tablas de asignación mencionadas anteriormente, se asignó un modelo de gen de C. acuminata a cada isoforma (fila) de la tabla de recuento de lecturas de cada una de las dos especies secuenciadas. Las lecturas para múltiples isoformas que coincidían con un solo modelo de gen de C. acuminata se sumaron, mientras que las isoformas sin coincidencia fueron descartadas. Las tablas resultantes se fusionaron en una sola tabla utilizando el id del modelo de gen de C. acuminata como campo clave. Usando una unión interna, solo se retuvieron las colecciones de transcripciones con hits a los modelos de gen de C. acuminata en ambas especies. Los datos de recuento se normalizaron utilizando una media recortada ponderada de las relaciones de expresión de registro (TMM), que normaliza por tamaño de biblioteca efectivo, pero no por longitud de características. Luego, los recuentos se normalizaron a recuentos por millón (cpm) utilizando la función cpm (biblioteca edgeR). Se aplicó un filtro para eliminar cualquier gen que no tuviera al menos 1 cpm en al menos tres muestras. Realizamos análisis exploratorios de clustering y PCA para verificar que las muestras se agruparan de acuerdo con nuestro diseño de muestreo, basado en su perfil de expresión de ARN.
Los genes diferencialmente expresados (DEGs) se detectaron utilizando el enfoque DESeq2 (https://doi.org/10.1186/s13059-014-0550-8), que estima la dependencia varianza-media en los datos de recuento y prueba los DEGs utilizando un modelo basado en la distribución binomial negativa. Se crearon cuatro contrastes para los DEGs: (1) brote de 5 mm de L. heterophylla vs. flor madura de L. heterophylla; (2) brote de 5 mm de C. hibiscifolia vs. flor madura de C. hibiscifolia; (3) brote de 5 mm de L. heterophylla vs. brote de 5 mm de C. hibiscifolia; (4) flor madura de L. heterophylla vs. flor madura de C. hibiscifolia de 5 mm. El umbral de tasa de descubrimiento falso (FDR) para la significancia se estableció en 0,05. Los mapas de calor de los DEGs para las muestras de L. heterophylla y C. hibiscifolia se pueden consultar en el informe de R .
Alcance geográfico
.
Identificador del recurso
Colecciones
Datos de Investigación(INIBIOMA)
Datos de Investigación de INST. DE INVEST.EN BIODIVERSIDAD Y MEDIOAMBIENTE
Datos de Investigación de INST. DE INVEST.EN BIODIVERSIDAD Y MEDIOAMBIENTE
Citación
Strelin, Marina Micaela; Zattara, Eduardo Enrique; (2023): Análisis de expresión génica diferencial durante el desarrollo floral de dos especies de Loasaceae. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. (dataset). http://hdl.handle.net/11336/197414
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