Genome-wide association studies with proteomics data reveal genes important for synthesis, transport and packaging of globulins in legume seeds

Autor: Christine Le Signor, Julia Buitink, Valérie Labas, Jean Marie Prosperi, Delphine Aime, Jérôme Gouzy, Judith Burstin, Olivier Leprince, Karine Gallardo, Richard D. Thompson, Nevin D. Young, Amandine Bordat, Maya Belghazi
Přispěvatelé: Agroécologie [Dijon], Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Bourgogne (UB)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC), Biologie du fruit et pathologie (BFP), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2, Centre de recherche en neurobiologie - neurophysiologie de Marseille (CRN2M), Aix Marseille Université (AMU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Physiologie de la reproduction et des comportements [Nouzilly] (PRC), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Tours-Institut Français du Cheval et de l'Equitation [Saumur]-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Laboratoire des interactions plantes micro-organismes (LIPM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Department of Plant Pathology, Cornell University, Amélioration génétique et adaptation des plantes méditerranéennes et tropicales (UMR AGAP), Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro), Institut de Recherche en Horticulture et Semences (IRHS), Université d'Angers (UA)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-AGROCAMPUS OUEST, French National Research Agency : ANR-06-GPLA-0008, ANR-09-GENM-026, Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Université de Bourgogne ( UB ) -AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Université Bourgogne Franche-Comté ( UBFC ), Biologie du fruit et pathologie ( BFP ), Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1, Centre de recherche en neurobiologie - neurophysiologie de Marseille ( CRN2M ), Aix Marseille Université ( AMU ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Physiologie de la reproduction et des comportements [Nouzilly] ( PRC ), Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Institut Français du Cheval et de l'Equitation [Saumur]-Université de Tours-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Interactions plantes-microorganismes et santé végétale, Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Université Nice Sophia Antipolis ( UNS ), Université Côte d'Azur ( UCA ) -Université Côte d'Azur ( UCA ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Amélioration génétique et adaptation des plantes méditerranéennes et tropicales ( UMR AGAP ), Institut national de la recherche agronomique [Montpellier] ( INRA Montpellier ) -Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques ( Montpellier SupAgro ) -Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement ( CIRAD ) -Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier ( Montpellier SupAgro ), Institut de Recherche en Horticulture et Semences ( IRHS ), Université d'Angers ( UA ) -Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -AGROCAMPUS OUEST, Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Institut Français du Cheval et de l'Equitation [Saumur] (IFCE)-Université de Tours (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Cornell University [New York], Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1, Université de Bourgogne (UB)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement, Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Institut Français du Cheval et de l'Equitation [Saumur]-Université de Tours (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), AGROCAMPUS OUEST, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université d'Angers (UA), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Institut Français du Cheval et de l'Equitation [Saumur]-Université de Tours-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2017
Předmět:
0301 basic medicine
Proteomics
[SDV.SA]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences
Candidate gene
[ SDV.BV ] Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology
protein quantity loci (PQL)
Globulin
Physiology
legumes
Plant Science
Chromatin remodeling
03 medical and health sciences
Gene Expression Regulation
Plant
Botany
Medicago truncatula
genome-wide association studies (GWAS)
vegetable
[SDV.BV]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology
Electrophoresis
Gel
Two-Dimensional
Gene Regulatory Networks
Gene
Transcription factor
[ SDV.SA ] Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences
Plant Proteins
2. Zero hunger
Genetics
seed proteome
amélioration génétique
biology
Pisum sativum (pea)
Seed Storage Proteins
Peas
food and beverages
légume
biology.organism_classification
Protein Transport
030104 developmental biology
Vicilin
Mutation
Seeds
biology.protein
qualité des semences
semence
globulins
Genome-Wide Association Study
Transcription Factors
Zdroj: New Phytologist
New Phytologist, Wiley, 2017, 214 (4), pp.1597-1613. ⟨10.1111/nph.14500⟩
New Phytologist, Wiley, 2017, 214 (4), pp.1597-1613. 〈10.1111/nph.14500〉
New Phytologist, 2017, 214 (4), pp.1597-1613. ⟨10.1111/nph.14500⟩
ISSN: 0028-646X
1469-8137
DOI: 10.1111/nph.14500⟩
Popis: AGAP : équipe GE2pop; Improving nutritional seed quality is an important challenge in grain legume breeding. However, the genes controlling the differential accumulation of globulins, which are major contributors to seed nutritional value in legumes, remain largely unknown. We combined a search for protein quantity loci with genome-wide association studies on the abundance of 7S and 11S globulins in seeds of the model legume species Medicago truncatula. Identified genomic regions and genes carrying polymorphisms linked to globulin variations were then cross-compared with pea (Pisum sativum), leading to the identification of candidate genes for the regulation of globulin abundance in this crop. Key candidates identified include genes involved in transcription, chromatin remodeling, post-translational modifications, transport and targeting of proteins to storage vacuoles. Inference of a gene coexpression network of 12 candidate transcription factors and globulin genes revealed the transcription factor ABA-insensitive 5 (ABI5) as a highly connected hub. Characterization of loss-of-function abi5 mutants in pea uncovered a role for ABI5 in controlling the relative abundance of vicilin, a sulfur-poor 7S globulin, in pea seeds. This demonstrates the feasibility of using genome-wide association studies in M. truncatula to reveal genes that can be modulated to improve seed nutritional value.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: