(a)果蝇和D. ananassae中eIF4E1基因组社区的同步比较。薄的下面箭头指示了DNA链,其中基因– EIF4E1位于D. melanogaster(顶部)和D. ananassae(底部)基因组中。指向左侧的细箭头表明eif4e1在D. ananassae和D. melanogaster中的负( - )链上。指向EIF4E1的方向相同方向的宽基因箭头相对于薄的下层箭头在相同的链上,而指向EIF4E1相反方向的宽基因箭头相对于薄的底层箭头相反。白色基因箭头D. Ananassae表示与Melanogaster中相应基因的矫形学。D. ananassae基因箭头中给出的基因符号表示D. melanogaster中的直系同源基因,而基因座标识符是特定于D. ananassae的。(b)GEP UCSC轨道数据中心中的基因模型(Raney等,
(A) 果蝇 (Drosophila melanogaster) 和果蝇 (D. yakuba) 中 eIF4E1 基因组邻域的同源性比较。细箭头表示果蝇 (D. melanogaster) (顶部) 和果蝇 (D. yakuba) (底部) 基因组中参考基因 eIF4E1 所在的 DNA 链。指向右侧的细箭头表示 eIF4E1 在果蝇 (D. melanogaster) 中位于正 (+) 链上,指向左侧的细箭头表示 eIF4E1 在果蝇 (D. yakuba) 中位于负 (-) 链上。指向与 eIF4E1 相同方向的宽基因箭头相对于细箭头位于同一链上,而指向与 eIF4E1 相反方向的宽基因箭头相对于细箭头位于相反链上。果蝇 (D. yakuba) 中的白色基因箭头表示与果蝇 (D. melanogaster) 中相应基因的直系同源。 D. yakuba 基因箭头中给出的基因符号表示 D. melanogaster 中的直系同源基因,而基因座标识符特定于 D. yakuba。(B)GEP UCSC Track Data Hub 中的基因模型(Raney 等人,2014 年)。D. yakuba 中 eIF4E1 的编码区显示在用户提供的 Track(黑色)中;CDS 用粗矩形表示,内含子用细线表示,箭头表示转录方向。后续证据轨迹包括 NCBI RefSeq 基因的 BLAT 比对(深蓝色,D. yakuba 的 Ref-Seq 基因比对)、D. melanogaster 蛋白质的 Spaln(紫色,D. melanogaster 的 Ref-Seq 蛋白质比对)、TransDecoder 预测的转录本和编码区(深绿色)、成年雌性和成年雄性的 RNA-Seq(分别为红色和浅蓝色;D. yakuba 的 Illumina RNA-Seq 读段比对)以及使用 D. yakuba RNA-Seq (SRP006203 - Graveley et al, 2010) 通过 regtools 预测的剪接点。显示的剪接点分别具有 232、500-999 和 >1000 的读取深度,支持读取为粉色、棕色和红色。 (C) 果蝇 (D. melanogaster) 中的 eIF4E1-PB (x 轴) 与果蝇 (D. yakuba) 中的直系同源肽 (y 轴) 的点图。左侧和底部表示氨基酸编号;顶部和右侧表示 CDS 编号,CDS 也以交替颜色突出显示。序列相似性降低的区域用红色圈出。 (D) 果蝇 (D. melanogaster) 中的 eIF4E1-PC (x 轴) 与果蝇 (D. yakuba) 中的直系同源肽 (y 轴) 的点图。序列相似性降低的区域用红色圈出。
翻译起始因子,特别是 eIF4E 家族,是许多植物物种对马铃薯 Y 病毒组隐性抗性的主要来源。然而,在马铃薯 (Solanum tuberosum L.) 种质中尚未鉴定出 eIF4E 介导的对该病毒属的抗性。与番茄一样,马铃薯 eIF4E 基因家族由 eIF4E1、其旁系同源物 eIF4E2、eIF(iso)4E 和 nCBP 组成。在番茄中,eIF4E1 敲除 (KO) 可对一组马铃薯 Y 病毒组产生抗性,而 eIF4E1/2 双 KO 虽然可产生更广泛的抗性,但会导致植物发育缺陷。这里,四倍体马铃薯 cv。 Desirée 拥有显性 Ny 基因,该基因可抗马铃薯 Y 病毒 (PVY) 菌株 O 但不抗 NTN,用于评估通过 CRISPR-Cas9 介导的 eIF4E1 易感基因 KO 来扩大其 PVY 抗性谱的可能性。经过植物原生质体转染再生的双重过程,获得了 eIF4E1 KO 马铃薯。敲除是针对 eIF4E1 的,在其 eIF4E2 旁系同源物中未发现突变。eIF4E 家族的表达分析表明,eIF4E1 的破坏不会改变其他家族成员的 RNA 稳态水平。用 PVY NTN 分离物攻击的 eIF4E1 KO 系显示病毒积累减少和病毒诱导症状改善,表明 eIF4E1 基因是其增殖所必需的但不是必需的。我们的数据表明,可以通过增强 eIF4E 介导的隐性抗性,有效利用 eIF4E1 编辑来拓宽优良马铃薯品种(如 Desirée)的 PVY 抗性谱。
