Vom Chaos zur Klarheit. Die Neuordnung der Apfel TCP Gen-Benennung

Abstract

Apfeltriebsucht (AP) ist eine weit verbreitete Krankheit, die Apfelplantagen in Europa, einschließlich Südtirol, betrifft. Ein effizientes Management von AP umfasst das Entfernen infizierter Bäume, die Kontrolle von Insektenvektoren und die Verwendung von krankheitsfreiem Vermehrungsmaterial. Die Krankheit wird mit einem Phytoplasma namens 'Candidatus Phytoplasma mali' ('Ca. P. mali') in Verbindung gebracht, das die physiologischen Prozesse der Pflanze durch die Sekretion kleiner Peptide, sogenannten Effektoren, manipuliert. Ein gut untersuchter Phytoplasma-Effektor ist SAP11, der auf TCP-Gene in mehreren Pflanzenarten, einschließlich Apfel, abzielt. TCP-Gene kodieren pflanzenspezifische Transkriptionsfaktoren, die an verschiedenen biologischen Prozessen wie Wachstum, Entwicklung und Reaktionen auf Reize beteiligt sind. Die Identifizierung und Benennung von TCP-Genen war bisher uneinheitlich, was zu Verwirrung und Redundanz in Sequenzdatenbanken geführt hat. 2014 wurden anhand der 2010 erstellten und mittlerweile als veraltet geltenden Assemblierung des Apfelgenoms im Apfel 52 TCP-Gene identifiziert. Zur Lösung dieses Problems wurde unter Verwendung der hochwertigen Genomassemblierung GDDH13v1.1 eine umfassende Untersuchung zur Identifizierung und Benennung von TCP-Genen im Apfel durchgeführt. Vorhandene TCP-Sequenzen wurden mit dem Genom abgeglichen, wodurch redundante, fragmentierte und nicht-TCP-Sequenzen ausgeschlossen wurden. Der überarbeitete Satz umfasste 40 eindeutige TCP-Gene, darunter befinden sich auch drei neuartige Gene. Um eine standardisierte Nomenklatur zu erstellen, wurden BLAST-Abfragen in der Gendatenbank von Arabidopsis thaliana durchgeführt, um die besten Übereinstimmungen für jedes MdTCP-Gen zu ermitteln. Die MdTCP-Gene wurden dann umbenannt und mit den Buchstaben "a" oder "b" versehen, um zwischen MdTCPs, die eine Homologie mit demselben AtTCP aufweisen, sowie zwischen der bestehenden und der vorgeschlagenen Nomenklatur zu unterscheiden. Die vorliegende Studie unterstreicht den Bedarf an Klarheit und Organisation in Sequenzdatenbanken, insbesondere im Zusammenhang mit TCP-Genen. Das Vorhandensein redundanter und fragmentierter Sequenzen in Datenbanken erschwert die genaue Identifizierung und Annotation von Genen. Durch die Bereitstellung eines umfassenden und standardisierten Nomenklatursystems wollen wir die Kohärenz und Interoperabilität der zukünftigen TCP-Genforschung in den Pflanzen- und Nutzpflanzenwissenschaften verbessern. Aus unserer Sicht stellt diese Arbeit eine wertvolle Ressource für Forscher dar, die TCP-Gene im Apfel untersuchen, und liefert Einblicke in die evolutionäre Dynamik und die funktionelle Rolle von TCP-Genen in Pflanzen.