vavilovВавиловский журнал генетики и селекцииVavilov Journal of Genetics and Breeding2500-3259Institute of Cytology and Genetics of Siberian Branch of the RAS10.18699/VJ16.203vavilov-868Research ArticleЭкологическая генетикаEcological geneticsБаза данных генов, повышающих устойчивость пшеницы и родственных ей злаков к патогенным грибамA database on genes increasing resistance of wheat and relative species against pathogenic fungiСмирноваО. Г.SmirnovaO. G.

Новосибирск, Россия

Novosibirsk, Russia

planta@bionet.nsc.ruКочетовА. В.KochetovA. V.

Новосибирск, Россия

Novosibirsk, Russia

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук» Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Новосибирский национальный исследовательский государственный университет»РоссияInstitute of Cytology and Genetics SB RAS Novosibirsk State UniversityRussian Federation201602022017206904908Copyright © Смирнова О.Г., Кочетов А.В., 20172017Смирнова О.Г., Кочетов А.В.Smirnova O.G., Kochetov A.V.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vavilov.elpub.ru/jour/article/view/868

Растения подвергаются воздействию огромного количества патогенных грибов. В последние годы идентифицировано большое количество генов, принимающих участие в формировании защитного ответа у пшеницы, и проведено секвенирование некоторых генов устойчивости. Секвенирование аллельных вариантов генов устойчивости у пшеницы и ее сородичей необходимо для понимания молекулярных механизмов формирования защитного ответа. В настоящей работе описывается информационный ресурс, предназначенный для сбора и хранения информации о генах, обеспечивающих устойчивость пшеницы и родственных ей злаков к заболеваниям, вызванных грибными патогенами. База PRG (Pathogenesis- Related Genes) содержит структурированную информацию о регуляции активности генов устойчивости. В базе представлены нуклеотидные последовательности генов устойчивости, а также данные об отдельных однонуклеотидных полиморфизмах генов, ассоциированных с различными уровнями устойчивости к заболеваниям. Cобрана информация о продукте гена и его функциях. Суммированы данные о патогене и заболевании, хромосомной локализации гена устойчивости, даны ссылки на карточки в сопутствующих базах данных нуклеотидных последовательностей (GenBank) и белков (UniProt). Приводится важная информация об изменении экспрессии гена в ответ на действие патогенов, гормонов, а также на изменения условий окружающей среды. Информация вносится в базу в результате аннотирования научных публикаций. В настоящее время в базе данных содержится информация о 66 генах, представленных 75 аллельными вариантами. База PRG разработана на платформе SRS (Sequence Retrieval System). Средства SRS позволяют проводить множественный поиск по полям базы, что необходимо для эффективного построения запросов. Система SRS автоматически генерирует Web-интерфейс с поисковыми таблицами и визуализирует результаты поиска, которые могут быть сохранены в текстовом формате. Собранная информация и удобный интерфейс позволят широкому кругу исследователей расширить представления о разнообразии генов, принимающих участие в формировании защитного ответа, способствуя тем самым эффективному созданию форм растений с повышенной устойчивостью к заболеваниям. База PRG доступна по адресу http://srs6.bionet.nsc.ru/srs6bin/cgi-bin/wgetz?-page+ top+-newId.

Fungi belong to the major plant pathogens and investigation of plant resistance genes is a quite important task. During the last years many wheat resistance genes were identified. However, the sequencing of the Triticum aestivum L. genome is still going on and the nucleotide sequences of most resistance genes are not yet known. In addition, the study of allelic variants of resistance genes is important for better understanding of the molecular mechanisms of their action. In this paper we present an information resource for accumulation of data on sequenced genes of wheat and its relatives providing resistance against diseases caused by fungal pathogens. The database (Pathogenesis-Related Genes, PRG) contains information on gene chromosomal localizations and functional activities, nucleotide sequences and single nucleotide polymorphisms associated with their effects. PRG provides data on the proteins encoded, pathogens and diseases, as well as on the resistance gene expression patterns in response to pathogen inoculations, exposure to hormones and various external stimuli. It also has cross-references with related entries from the databases on nucleotide sequences (GenBank) and proteins (UniProt). Information entered into the database is a result of the annotation of scientific publications and manual curation. Currently PRG compiles data on 75 allelic variants of 66 resistance genes. The PRG database was developed on the basis of the SRS (Sequence Retrieval System) platform. This system allows the use of complex queries and visualization tools and automatically generates www-interface with the information in table or text formats. PRG may be useful for researchers studying plant biology or breeding new plant cultivars resistant to fungal diseases. It is available at the address: http://srs6.bionet.nsc.ru/srs6bin/cgi-bin/wgetz?-page+top+-newId.

база данныхинформационный ресурсгены устойчивостипатогенные грибызерновые культурыdatabasesresistance genepathogenic funguscrops.ReferencesBülow L., Schindler M., Hehl R. PathoPlant®: a platform for microarray expression data to analyze co-regulated genes involved in plant defense responses. Nucl. Acids Res. 2007;35(1):D841-45. DOI 10.1093/nar/gkl835.Bülow L., Schindler M., Hehl R. PathoPlant®: a platform for microarray expression data to analyze co-regulated genes involved in plant defense responses. Nucl. Acids Res. 2007;35(1):D841-45. DOI 10.1093/nar/gkl835.Mago R., Tabe L., McIntosh R.A., Pretorius Z., Kota R., Paux E., Wicker T., Breen J., Lagudah E.S., Ellis J.G., Spielmeyer W. A multiple resistance locus on chromosome arm 3BS in wheat confers resistance to stem rust (Sr2), leaf rust (Lr27) and powdery mildew. Theor. Appl. Genetics. 2011;123(4):615-623. DOI 10.1007/s00122-011-1611-y.Mago R., Tabe L., McIntosh R.A., Pretorius Z., Kota R., Paux E., Wicker T., Breen J., Lagudah E.S., Ellis J.G., Spielmeyer W. A multiple resistance locus on chromosome arm 3BS in wheat confers resistance to stem rust (Sr2), leaf rust (Lr27) and powdery mildew. Theor. Appl. Genetics. 2011;123(4):615-623. DOI 10.1007/s00122-011-1611-y.McIntosh R.A., Wellings C.R., Park R.F. Wheat Rusts: An Atlas of Resistance Genes. Australia, Victoria: CSIRO Publ., 1995.McIntosh R.A., Wellings C.R., Park R.F. Wheat Rusts: An Atlas of Resistance Genes. Australia, Victoria: CSIRO Publ., 1995.McIntosh R.A., Yamazaki Y., Dubcovsky J., Rogers J., Morris C., Somers D.J., Appels R., Devos K.M. Catalogue of gene symbols for wheat. 2013. http://www.shigen.nig.ac.jp/wheat/komugi/genes/symbolClassList.jsp (Accessed 19 Sept. 2016).McIntosh R.A., Yamazaki Y., Dubcovsky J., Rogers J., Morris C., Somers D.J., Appels R., Devos K.M. Catalogue of gene symbols for wheat. 2013. http://www.shigen.nig.ac.jp/wheat/komugi/genes/symbolClassList.jsp (Accessed 19 Sept. 2016).Rosewarne G.M., Singh R.P., Huerta-Espino J., William H.M., Bouchet S., Cloutier S., McFadden H., Lagudah E.S. Leaf tip necrosis, molecular markers and β1-proteasome subunits associated with the slow rusting resistance genes Lr46/Yr29. Theor. Appl. Genetics. 2006;112(3):500-508. DOI 10.1007/s00122-005-0153-6.Rosewarne G.M., Singh R.P., Huerta-Espino J., William H.M., Bouchet S., Cloutier S., McFadden H., Lagudah E.S. Leaf tip necrosis, molecular markers and β1-proteasome subunits associated with the slow rusting resistance genes Lr46/Yr29. Theor. Appl. Genetics. 2006;112(3):500-508. DOI 10.1007/s00122-005-0153-6.Sanseverino W., Hermoso A., D’Alessandro R., Vlasova A., Andolfo G., Frusciante L., Lowy E., Roma G., Ercolano M.R. PRGdb 2.0: towards a community-based database model for the analysis of R- genes in plants. Nucl. Acids Res. 2013;41(D1):D1167-1171. DOI 10.1093/nar/gks1183.Sanseverino W., Hermoso A., D’Alessandro R., Vlasova A., Andolfo G., Frusciante L., Lowy E., Roma G., Ercolano M.R. PRGdb 2.0: towards a community-based database model for the analysis of R- genes in plants. Nucl. Acids Res. 2013;41(D1):D1167-1171. DOI 10.1093/nar/gks1183.Singh R.P., Huerta-Espino J., William H.M. Genetics and breeding for durable resistance to leaf and stripe rusts in wheat. Turk. J. Agric. For. 2005;29:121-127.Singh R.P., Huerta-Espino J., William H.M. Genetics and breeding for durable resistance to leaf and stripe rusts in wheat. Turk. J. Agric. For. 2005;29:121-127.Spielmeyer W., Mago R., Wellings C., Ayliffe M. Lr67 and Lr34 rust resistance genes have much in common-they confer broad spectrum resistance to multiple pathogens in wheat. BMC Plant Biology. 2013;13:96. DOI 10.1186/1471-2229-13-96.Spielmeyer W., Mago R., Wellings C., Ayliffe M. Lr67 and Lr34 rust resistance genes have much in common-they confer broad spectrum resistance to multiple pathogens in wheat. BMC Plant Biology. 2013;13:96. DOI 10.1186/1471-2229-13-96.Zdobnov E.M., Lopez R., Apweiler R., Etzold T. The EBI SRS server – recent developments. Bioinformatics. 2002;18(2):368-373.Zdobnov E.M., Lopez R., Apweiler R., Etzold T. The EBI SRS server – recent developments. Bioinformatics. 2002;18(2):368-373.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.