Veröffentlichungen – Salk Institute for Biological Studies

alle Veröffentlichungen

Morris, GP, Harder, AM, Healey, AL, McLaughlin, CM, Rifkin, JL, Cruet-Burgos, C., Jenkins, JW, Shu, S., Spiekerman, JJ, VanGessel, CJ, Agnew, E., Audebert, A., Barry, K., Baxter, I., Beurier, G., Boston, LB, Boyles, RE, Brady, SM, Bunting, V., Chaparro, JM, Courtney, C., Dembele, JSB, Deshpande, S., Diatta, C., Eck, N., Eveland, AL, Faye, JM, Flowers, D., Fonceka, D., Gano, B., de Gracia Coquerel, M., Goodstein, D., Grimwood, J., Hudson, ME, Kholova, J., Johnson, K., Johnson, KK, Kawa, D., Kouressy, M., Kresovich, S., Lee, S., Lemaux, PG, Lowery, R., Luquet, D., Maina, F., Mamidi, S., McKay, JK, Michael, TP, Mindaye, TT, Mullet, J., Ozersky, P., Plott, C., Prenni, JE, Pressoir, G., Rami, JF, Rife, TW, Saxton, J., Sine, B., Sreedasyam, A., Talag, J., Teme, N., Tuinstra, MR, Vadez, V., Vogel, JP, Walstead, R., Wang, J., Webber, J., Williams, M., Xu, Y., Mockler, TC, Lasky, JR, Rice, BR, Schmutz, J., Shakoor, N., Lovell, JT Ein Sorghum-Pangenom-Referenzmodell verbessert die globale Entdeckung von Pflanzenmerkmalen. (2026) Natur. DOI: 10.1038/s41586-026-10229-9

+ Zusammenfassung erweitern

Michael, TP Pflanzengenom-Assemblierung und -Annotation. (2026) Aktuelle Meinung in der Pflanzenbiologie. 90:102859. DOI: 10.1016/j.pbi.2026.102859

+ Zusammenfassung erweitern

Gladman, N., Olson, A., Kumari, S., Wei, S., Chougule, K., Lu, Z., Tello-Ruiz, MK, Van Buren, P., Kumar, V., Zhang, L., Olson, A., Kim, C., Braynen, J., Hayes, C., Xin, Z., Klein, R., Rooney, W., Provart, N., Pasha, A., O'Meara, A., Shakoor, N., Michael, TP, Harrison, M., Ware, D. SorghumBase: eine Wissensdatenbank für Sorghum-Genomik, Phänomik und Stakeholder-Einbindung. (2026) Genetik. DOI: 10.1093/genetics/iyaf266

+ Zusammenfassung erweitern

Die zentrale Speicherung wertvoller Community-Daten und -Ressourcen in einer benutzerfreundlichen Oberfläche und einem leicht zugänglichen Repository ist für die Agrarwissenschaft unerlässlich geworden; die Anwendung der FAIR-Prinzipien (Findable, Accessible, Interoperable, Reusable) ist heute Standard für effektive Datenbanken. SorghumBase (https://www.sorghumbase.org) ist eine Wissensdatenbank für die Sorghum-Forschungsgemeinschaft. Das SorghumBase-Team kuratiert genomische, transkriptomische, Variations- und phänotypische Informationen und aggregiert Community-Ereignisse, wodurch umfangreiche Visualisierungen und der Zugriff auf große Datenmengen ermöglicht werden. Das modulare Framework der Datenbank basiert auf Open-Access-Software und gewährleistet so eine robuste, anpassungsfähige und nachhaltige Dateninfrastruktur. Release 9 von SorghumBase umfasst: (i) 88 Sorghum-Referenzgenome und einen aktualisierten Pan-Gen-Index, (ii) über 100 Millionen Varianten wurden auf die beiden Genome BTx623 und Tx2783 abgebildet, (iii) Zuordnung von 41 Millionen Referenzcluster-SNP-Identifikatoren (rsIDs) aus BTx623 im gesamten Pan-Genom, (iv) aktualisierte Gen-Suchhomologie, Genexpression und Visualisierungen und Funktionen des Keimplasmas, (v) Hinzufügung und Standardisierung von 234 phänotypischen Daten aus 40 von der Community generierten GWAS-Studien und 148 Merkmalen aus dem Sorghum QTL Atlas (Oz Sorghum), (vi) verbesserte Nachrichten, Fördermittel und ein Forschungsinhaltsmanagementsystem für den Zugriff und die Interaktion der Community, (vii) Informationsmaterialien einschließlich Schulungsdokumenten und Videos sowie (viii) Initiativen zur Einbindung der Community durch Schulungen und Arbeitsgruppen. SorghumBase dient als Drehscheibe für Sorghum-Daten und die Einbindung von Interessengruppen und fördert gleichzeitig Gemeinschaftsstandards, um Forschung und Multi-Omics-Züchtungsansätze voranzutreiben.

Stepanenko, A., Schubert, V., Chen, G., Kishchenko, O., Michael, TP, Lam, E., Hrmova, M., Schubert, I., Borisjuk, N. Die Genomsequenzierung der 5S rDNA-Loci liefert Erkenntnisse über die Haplotypspezifität und Evolution bei der Großen Wasserlinse Spirodela polyrhiza. (2026) Kommunikationsbiologie. DOI: 10.1038/s42003-026-09598-8

+ Zusammenfassung erweitern

Johns, J., Moore, M., Escalona, M., Miller, C., Chumchim, N., Nguyen, O., Marimuthu, MPA, Fairbairn, C., Beraut, E., Seligmann, WE, Sacco, S., Toffelmier, E., Shaffer, HB, Michael, TP, Hodges, S. Die Genomsequenzierung auf Chromosomenebene der marinen Blütenpflanze Torrey's Surfgrass (Phyllospadix torreyi) zeigt ein außergewöhnlich großes Y-Chromosom. (2025) J Hered. DOI: 10.1093/jhered/esaf097

+ Zusammenfassung erweitern

Dowling, Kalifornien Michael, TP, McCabe, PF, Schilling, S., Melzer, R. FT-ähnliche Gene in Cannabis und Hopfen: Geschlechtsspezifische Expression und Kopienzahlvariation könnten die Unterschiede in der Blütezeit erklären. (2025) BMC Genomik. 26(1):930. DOI: 10.1186/s12864-025-11975-2

Moore, ML, Allsing, N., Hartwick, NT, Mamerto, A., Murray, ER, Sanders, RD, Michael, TP Hybridisierung und Anpassungsfähigkeit an schwache Lichtverhältnisse bei kalifornischem Seegras (Zostera spp.). (2025) Natur Pflanzen. DOI: 10.1038/s41477-025-02142-2

+ Zusammenfassung erweitern

Das gemäßigte Seegras Zostera marina ist eine Schlüsselart im marinen Lebensraum und bildet einen wichtigen Lebensraum in Buchten und Ästuaren der gesamten Nordhalbkugel. Menschliche Aktivitäten und Klimaveränderungen haben die Wiederherstellung von Z. marina notwendig gemacht, wobei die hohe Sterblichkeitsrate nach der Transplantation innovative, interdisziplinäre Lösungen erfordert. Wir haben eine Hybride zwischen Z. marina und Z. pacifica identifiziert und untersuchen diese Hybridpopulation aus genomischer Sicht als Instrument für die Wiederherstellung. Z. pacifica, eine endemische Art der Southern California Bight (Westküste der USA), lebt in tieferen Wasserschichten und könnte eine Resistenz gegenüber geringer Lichtintensität aufweisen, einem Hauptgrund für das Scheitern von Seegraswiederansiedlungen. Wir erstellten eine haplotypaufgelöste Genomsequenzierung des Hybriden und mehrerer kalifornischer Zostera-Akzessionen auf Chromosomenebene, um die Divergenz zwischen Z. marina und Z. pacifica zu beschreiben und das Reifestadium des Hybriden als F1 zu charakterisieren. Transkriptome von Z. marina und des Hybriden, die in einem experimentellen Mesokosmos reduziertem Licht ausgesetzt waren, zeigen divergierende Trends in Photosynthese, Kohlenhydratverwertung und Stressreaktionen. Die Photoperiodenregulation durch Z. pacifica-Orthologe wichtiger circadianer Uhrgene, insbesondere LATE ELONGATED HYPOCOTYL und WITH NO-LYSINE KINASES, könnte diese Reaktion steuern. Durch die Beschreibung des Hybridisierungsereignisses mittels genomischer und transkriptomischer Methoden liefert diese Studie erste Hinweise auf eine durch eine labile circadiane Uhr modulierte Toleranz gegenüber schwachem Licht. Dies motiviert weitere ökologische und funktionelle Studien dieses Hybriden als experimentelles Werkzeug, um die Genetik von Z. pacifica und ihre Relevanz für Renaturierungsmaßnahmen zu erforschen.

Wood-Rocca, SM, Allsing, N., Ashida, Y., Mochizuki, M., Moore, ML, Füssy, Z., Kotaki, Y., Puilingi, C., Maeno, Y., Beattie, AW, Allen, AE, Yotsu-Yamashita, M., Michael, TP, Moore, BS Domoinsäure-Biosynthese und Genomexpansion in Nitzschia navis-varingica. (2025) mBio.:e0207925 DOI: 10.1128/mbio.02079-25

+ Zusammenfassung erweitern

Die Produktion des Neurotoxins Domoinsäure (DA) durch benthische Kieselalgen stellt ein erhebliches gesundheitliches und wirtschaftliches Problem dar. In dieser Studie nutzten wir die Sequenzierung des gesamten Genoms und Transkriptomanalysen regional unterschiedlicher Stämme, um die genomischen Grundlagen der DA-Biosynthese aufzuklären. Unsere Analysen zeigten große Genome – charakterisiert durch eine Vielzahl repetitiver Elemente und nicht-kodierender DNA –, die die Größe aller anderen pennaten Kieselalgen übertreffen. Zentral für unsere Ergebnisse ist die Entdeckung eines erweiterten Genclusters für die Domoinsäure-Biosynthese (DAM), der sich über 60 kb erstreckt und durch eine einzigartige Organisation gekennzeichnet ist, die Kerngene mit zusätzlichen genetischen Elementen kombiniert. Phylogenetische und syntenische Vergleiche deuten darauf hin, dass Transpositionsereignisse die Expansion und Reorganisation dieses Clusters bewirkt haben könnten. Biochemische Assays bestätigten, dass die von DAM kodierte Kainoid-Synthase die Bildung von Isodomoinsäure B katalysiert und damit einen distinkten Chemotyp im Gegensatz zu den DA-Profilen planktonischer Kieselalgen etabliert. Diese Ergebnisse verdeutlichen die evolutionäre Entwicklung der Domoinsäure-Biosynthese in Kieselalgen und die potenziellen Vorteile, die sich durch Genomexpansion und Enzymdiversifizierung in dynamischen marinen Umgebungen ergeben. Bedeutung: Domoinsäure (DA) ist ein starkes Neurotoxin, das von marinen Mikro- und Makroalgen produziert wird und Probleme für die Fischerei sowie Toxizität für Mensch und Tier aufweist. Unsere Studie klärt die molekularen Mechanismen der DA-Produktion in der weit verbreiteten benthischen Kieselalge *Domoinsäure* im westlichen Pazifik auf. Genomische und biochemische Erkenntnisse erweitern unser Verständnis der Evolution der Toxinproduktion in verschiedenen Phyla und schließen eine Wissenslücke im Bereich des Sekundärstoffwechsels mariner Kieselalgen. Diese Ergebnisse liefern einen genetischen Rahmen zur Identifizierung der Toxinproduktion und ihrer Auswirkungen im Benthos gefährdeter Küstenökosysteme.

Minich, JJ, Allsing, N., Din, MO, Tisza, MJ, Maleta, K., McDonald, D., Hartwick, N., Mamerto, A., Brennan, C., Hansen, L., Shaffer, J., Murray, ER, Duong, T., Knight, R., Stephenson, K., Manary, MJ, Michael, TP Kulturunabhängige Metapangenomik, die durch Long-Read-Metagenomik ermöglicht wird, deckt Zusammenhänge mit Unterernährung bei Kindern auf. (2025) Zelle DOI: 10.1016/j.cell.2025.08.020

+ Zusammenfassung erweitern

Longo, GC, D Amelio, K., Larson, W., Enciso, CE, Torre, J., Minich, JJ, Michael, TP, Craig, MT Populationsgenomik enthüllt Panmixie bei Pazifischen Sardinen (Sardinops sagax) im Nordpazifik. (2025) Evol Appl. 18(9):e70154. DOI: 10.1111/eva.70154

+ Zusammenfassung erweitern

Papikian, A., Rattner, RJ, Kao, J., Hauser, N., Allsing, N., Mamerto, A., Hartwick, NT, Colt, K., Michael, TP Gezielte Deletionen großer syntener Regionen in Arabidopsis thaliana. (2025) Proceedings der Nationalen Akademie der Wissenschaften der Vereinigten Staaten von Amerika. 122(33):e2419744122. DOI: 10.1073/pnas.2419744122

+ Zusammenfassung erweitern

Pflanzengenome haben im Laufe ihrer Evolutionsgeschichte mehrere Runden der Genomduplikation (WGD) durchlaufen. Infolgedessen behalten viele Arten, darunter auch , duplizierte Genomsegmente oder syntenische Regionen bei, die eine große Zahl paraloger Gene enthalten, die aus diesen alten WGD-Ereignissen erhalten geblieben sind. Wir haben mithilfe von Cas115 vier große, duplizierte Blöcke im Bereich von ~684 kb bis ~9 kb gelöscht, um die Auswirkungen des Ausschaltens dieser Blöcke in zu untersuchen. Große Deletionen wie diese sind nach wie vor selten, insbesondere in kleinen und gendichten Pflanzengenomen. Die Deletionen wurden anschließend mithilfe einer Gesamtgenomsequenzierung verifiziert, die minimale Off-Target-Effekte offenbarte. Die Zahl der gelöschten Gene lag zwischen 16 und 60, und die Zahl der transponierbaren Elemente in den vier gelöschten Blöcken variierte zwischen 4 und 112. Zwei Deletionslinien zeigten unterschiedliche Phänotypen, die aus dem Verlust vieler Gene resultierten, während zwei andere keine offensichtlichen Defekte aufwiesen, auch nicht hinsichtlich der Blütezeit oder der Hypokotylverlängerung. Darüber hinaus ergab die RNA-Sequenzierung, dass Expressionskompensation, bei der Deletionen paraloger Gene zur Hochregulierung intakter Paraloge führen, unter den getesteten Bedingungen keine allgemeine Reaktion auf die deletierten Regionen war. Somit ist es möglich, lebensfähige Pflanzen zu erhalten, wenn große Fragmente, die redundant sein können oder nicht-essentielle Gene enthalten, deletiert werden. Diese Ergebnisse zeigen, dass große Chromosomendeletionen als Werkzeug für Genom-Engineering-Ansätze genutzt werden können, beispielsweise zur Genomminimierung bei Pflanzen und zum Allelersatz mittels homologiegerichteter Reparatur und anderer Präzisionseditierungsmethoden. Gezielte Deletionen großer Chromosomenfragmente werden ein wertvolles Werkzeug für Forschung und biotechnologische Anwendungen sein.

Ojeda-Rivera, JO, Barnes, AC, Ainsworth, EA, Angelovici, R., Basso, B., Brindisi, LJ, Brooks, MD, Busch, W., Buttelmann, GL, Castellano, MJ, Chen, J., Costich, DE, de Leon, N., Emmett, BD, Ertl, D., Fitzsimmons, SL, Flint-Garcia, SA, Gore, MA, Guan, K., Hale, CO, Herr, S., Hirsch, CN, Holding, DH, Holland, JB, Hsu, SK, Hua, J., Hufford, MB, Kaeppler, SM, Leary, EN, Liu, ZY, Mahama, AA, McCubbin, TJ, Messina, CD, Michael, TP, Miller, SJ, Murray, SC, Okumoto, S., Oren, E., Park, AN, Piñeros, MA, Pugh, NA, Raboy, V., Rellán-Álvarez, R., Romay, MC, Rooney, T., Roston, RL, Sawers, RJH, Schnable, JC, Schulz, AJ, Scott, MP, Springer, NM, Washburn, JD, Zambrano, MA, Zhai, J., Zou, J., Buckler, ES Entwicklung eines stickstoffeffizienten, kältetoleranten Maises für moderne landwirtschaftliche Systeme. (2025) Pflanzenzelle. 37(7). DOI: 10.1093/plcell/koaf139

+ Zusammenfassung erweitern

Carey, SB, Bentz, PC, Lovell, JT, Akozbek, LM, Myers, ZA, Korani, W., Havill, JS, Padgitt-Cobb, L., Lynch, RC, Allsing, N., Mangels, J., Stansell, Z., Stack, G., Gordon, T., Osmanski, A., Easterling, KA, Orozco, LR, Marcus, ZE, Hale, H., McCoy, H., Meharg, Z., Grimwood, J., Smart, LB, Vergara, D., Guerrero, RF, Kane, NC, Fletcher, R., McKay, JK, Michael, TP, Muehlbauer, GJ, Clevenger, J., Harkess, A. Ein X-chromosomaler Mechanismus zur Geschlechtsbestimmung bei Cannabis und Hopfen. (2025) bioRxiv. DOI: 10.1101 / 2024.12.09.627636

+ Zusammenfassung erweitern

Grayson, NE, Scesa, PD, Moore, ML, Ledoux, JB, Gomez-Garrido, J., Alioto, T., Michael, TP, Burkhardt, I., Schmidt, EW, Moore, BS Eine weit verbreitete Familie metabolischer Gencluster bei Metazoen. (2025) Naturchemische Biologie. DOI: 10.1038 / s41589-025-01927-y

+ Zusammenfassung erweitern

Lynch, RC, Padgitt-Cobb, LK, Garfinkel, AR, Knaus, BJ, Hartwick, NT, Allsing, N., Aylward, A., Bentz, PC, Carey, SB, Mamerto, A., Kitony, JK, Colt, K., Murray, ER, Duong, T., Chen, HI, Trippe, A., Harkess, A., Crawford, S., Vining, K., Michael, TP Domestizierte Cannabinoid-Synthasen inmitten eines wilden Mosaik-Cannabis-Pangenoms. (2025) Natur. DOI: 10.1038/s41586-025-09065-0

+ Zusammenfassung erweitern

Cannabis sativa ist eine weltweit bedeutende Pflanzenart, die Samenöl, Fasern und Medikamente produziert. Ein Jahrhundert des Verbots hat jedoch die Entwicklung von Züchtungs- und Keimplasmaressourcen stark eingeschränkt, sodass potenzielle hanfbasierte Ernährungs- und Faseranwendungen ungenutzt blieben. Hier präsentieren wir ein Cannabis-Pangenom, das aus 181 neuen und 12 bereits veröffentlichten Genomen aus insgesamt 144 biologischen Proben, darunter sowohl männliche (XY) als auch weibliche (XX) Pflanzen, erstellt wurde. Wir identifizierten weit verbreitete Regionen des Cannabis-Pangenoms, die für eine einzelne Art überraschend vielfältig sind und ein hohes Maß an genetischer und struktureller Variation aufweisen, und schlagen eine neuartige Populationsstruktur und Hybridisierungsgeschichte vor. Über die alten heteromorphen X- und Y-Geschlechtschromosomen hinweg beobachteten wir eine variable Grenze an den geschlechtsbestimmenden und pseudoautosomalen Regionen sowie Gene, die eine männlich-lastige Expression aufweisen, darunter Gene, die mehrere wichtige Blühregulatoren kodieren. Im Gegensatz dazu wiesen die Cannabinoid-Synthase-Gene, die für die Produktion von Cannabidiolsäure und Delta-9-Tetrahydrocannabinolsäure verantwortlich sind, eine sehr geringe Diversität auf, obwohl sie in eine variable Region mit mehreren pseudogenisierten Paralogen, strukturellen Variationen und unterschiedlichen Anordnungen transponierbarer Elemente eingebettet sind. Darüber hinaus identifizierten wir Varianten von Acyl-Lipid-Thioesterase-Genen, die mit Variationen der Fettsäurekettenlänge und der Produktion der seltenen Cannabinoide Tetrahydrocannabivarin und Cannabidivarin assoziiert waren. Wir schlussfolgern, dass der Genpool von C. sativa erst teilweise charakterisiert ist, die Existenz wilder Verwandter in Asien wahrscheinlich ist und sein Potenzial als Nutzpflanze weitgehend ungenutzt bleibt.

Murray, ER, Minich, JJ, Saxton, J., de Gracia, M., Eck, N., Allsing, N., Kitony, J., Patel-Jhawar, K., Allen, EE, Michael, TP, Shakoor, N. Die Bodentiefe bestimmt die mikrobiellen Gemeinschaften auf Feldern innerhalb einer einheitlichen regionalen Umgebung. (2025) Mikrobiol-Spektr.:e0292824 DOI: 10.1128/spectrum.02928-24

+ Zusammenfassung erweitern

eine weltweit wichtige Nutzpflanze, die an heißere und trockenere Bedingungen als Mais oder Reis angepasst ist. Sie hat tiefe Wurzeln, die mit einem geschichteten Bodenmikrobiom interagieren, das eine entscheidende Rolle für die Gesundheit, das Wachstum und die Kohlenstoffspeicherung von Pflanzen spielt. Mikrobiomstudien an landwirtschaftlichen Böden, insbesondere an Feldern mit , waren meist auf Oberflächenböden (< 30 cm) beschränkt. Hier untersuchten wir die abiotischen Faktoren der Bodeneigenschaften, die Feldlage, die Tiefe und die biotischen Faktoren der Sorghum-Art anhand von 38 Genotypen des Bodenmikrobioms. Mithilfe der 16S rRNA-Genamplikonsequencing zeigt unsere Analyse signifikante Änderungen der mikrobiellen Zusammensetzung und eine abnehmende Diversität bei zunehmender Bodentiefe innerhalb der Felder, unabhängig von Genotyp oder Feld, wobei der mikrobielle Reichtum und die Diversität in der Schicht von 60–90 cm auf ein Minimum abnehmen und über 90 cm Tiefe hinaus zunehmen. Bemerkenswerterweise waren bestimmte mikrobielle Familien, wie Thermogemmatisporaceae und eine nicht klassifizierte Familie innerhalb der Ordnung ABS-6, in tieferen Bodenschichten über 30 cm angereichert. Diese Erkenntnisse unterstreichen die Bedeutung der Bodentiefe bei Untersuchungen des landwirtschaftlichen Bodenmikrobioms. IMPORTANCE ist ein wertvolles Modell zur Untersuchung des Mikrobioms in tiefen Böden, das für die Verbesserung der Kohlenstoffbindung in landwirtschaftlichen Systemen von entscheidender Bedeutung ist. Da wir Nutzpflanzen mit tieferen Wurzeln zur verbesserten Kohlenstoffspeicherung ins Auge fassen, ist es wichtig, über den traditionellen Fokus auf Oberflächenböden in landwirtschaftlichen Umgebungen hinauszugehen. Diese Studie verschiebt diesen Fokus, indem sie die mikrobielle Dynamik in größeren Bodentiefen untersucht und dabei signifikante Änderungen der mikrobiellen Zusammensetzung und Vielfalt mit zunehmender Tiefe aufdeckt. Dies verdeutlicht die entscheidende Rolle der Mikrobiome tiefer Böden im Nährstoffkreislauf und der Kohlenstoffbindung in landwirtschaftlichen Feldern mit tief wurzelnden Nutzpflanzen. Durch die Erforschung dieser Prozesse über Oberflächenböden hinaus unterstützt diese Forschung die Entwicklung nachhaltiger landwirtschaftlicher Praktiken, die das Potenzial tief wurzelnder Nutzpflanzen zur langfristigen Kohlenstoffspeicherung besser ausschöpfen können.

Ernst, E., Abramson, B., Acosta, K., Hoang, PTN, Mateo-Elizalde, C., Schubert, V., Pasaribu, B., Albert, PS, Hartwick, N., Colt, K., Aylward, A., Ramu, U., Birchler, JA, Schubert, I., Lam, E., Michael, TP, Martienssen, RA Die Genome und Epigenome der Wasserlinsen bilden die Grundlage für die triploide Hybridisierung und die klonale Reproduktion. (2025) Aktuelle Biologie DOI: 10.1016/j.cub.2025.03.013

+ Zusammenfassung erweitern

Michael, TP Kann ein Pflanzenbiologe einen Thermostat reparieren? (2025) Neues Phytol. DOI: 10.1111/nph.20382

+ Zusammenfassung erweitern

Miller, CN, Jarrell-Hurtado, S., Haag, MV, Sara Ye, Y., Simenc, M., Alvarez-Maldonado, P., Behnami, S., Zhang, L., Swift, J., Papikian, A., Yu, J., Colt, K., Ecker, JR, Michael, TP, Law, JA, Busch, W. Eine Einzelkern-Transkriptomzählung der reifenden Wurzel von Arabidopsis zeigt, dass MYB67 die Reifung der Phellemzellen steuert. (2025) Entwicklungszelle. DOI: 10.1016/j.devcel.2024.12.025

+ Zusammenfassung erweitern

Hartwick, NT, Michael, TP OrthoBrowser: Analyse und Visualisierung der Genfamilie. (2025) Bioinform Adv. 5(1):vbaf009. DOI: 10.1093/bioadv/vbaf009

+ Zusammenfassung erweitern

Schley, RJ, Pennington, RT, Twyford, AD, Dexter, KG, Kidner, C., Michael, TP Die Genomsequenz von Benth. (2024) Willkommen Open Res. 9:607. DOI: 10.12688/wellcomeopenres.23146.1

+ Zusammenfassung erweitern

Schley, RJ, Pennington, RT, Twyford, AD, Dexter, KG, Kidner, C., Michael, TP Die Genomsequenz von Inga laurina (Sw.) Willd (2024) Willkommen Open Res. 9:567. DOI: 10.12688/wellcomeopenres.23057.1

+ Zusammenfassung erweitern

Mudgett, M., Abramson, B., Dai, X., Kang, R., Young, E., Michael, T., Zhao, Y. Gen-Targeting in Arabidopsis durch einarmige, homologiegerichtete Reparatur. (2024) Pflanzen- und Zellphysiologie. DOI: 10.1093/pcp/pcae117

Kitony, JK, Colt, K., Abramson, BW, Hartwick, NT, Petrus, S., Konozy, EHE, Karimi, N., Yant, L., Michael, TP Das Genom des Baobab auf Chromosomenebene gibt Aufschluss über seine evolutionäre Entwicklung und seine Anpassung an die Umwelt. (2024) Nature Communications. 15(1):8833. DOI: 10.1038/s41467-024-53157-w

+ Zusammenfassung erweitern

Baeza, JA, Minish, JJ, Michael, TP Zusammenbau mitochondrialer Genome mithilfe der Nanopore-Long-Read-Technologie in drei Seedöbeln (Teleostei: Kyphosidae). (2024) Molekulare Öko-Ressource.:e14034 DOI: 10.1111/1755-0998.14034

+ Zusammenfassung erweitern

Vollständige mitochondriale Genome haben sich zu bevorzugten Markern für die Erforschung phylogenetischer Beziehungen auf mehreren taxonomischen Ebenen entwickelt und werden häufig mithilfe der Kurzlesesequenzierung des gesamten Genoms zusammengesetzt. Hierin haben wir am Beispiel von drei Arten von Meerdöbeln die Genauigkeit von mitochondrialen Chromosomen untersucht, die mithilfe von Long Reads des Oxford Nanopore Technology (ONT) Kit 14 R10.4.1 bei unterschiedlichen Sequenzierungstiefen (hoch, niedrig und sehr niedrig oder Genom-Skimming) zusammengesetzt wurden, indem wir sie mit dem „Gold“-Standard als Referenz für mitochondriale Genome verglichen haben, die mithilfe von Short Reads von Illumina NovaSeq zusammengesetzt wurden. Bei zwei Arten von Meerdöbeln, Girella nigricans und Kyphosus azureus, waren die mit ONT-Langleseverfahren zusammengesetzten mitochondrialen Genome bei hoher Sequenzierungstiefe (> 25 × gesamtes [nukleares] Genom) identisch mit ihren jeweiligen mit Kurzleseverfahren zusammengesetzten mitochondrialen Genomen. In den mitochondrialen Genomen mit langer Read-Zahl wurde keine einzige „Homopolymer-Insertion“, „Homopolymer-Deletion“, „einfache Substitution“, „Einzelinsertion“, „kurze Insertion“, „Einzeldeletion“ oder „kurze Deletion“ festgestellt, nachdem jedes davon mit seinen Gegenstücken mit kurzer Read-Zahl ausgerichtet wurde. Bei einer dritten Art, Medialuna californiensis, war das mitochondriale Genom mit einer 25-fachen Sequenzierungstiefe und langen Read-Sequenzen um 14 Nukleotide länger als sein Gegenstück mit kurzen Read-Sequenzen. Der Unterschied in der Gesamtlänge zwischen den beiden letztgenannten Baugruppen war auf das Vorhandensein eines kurzen Motivs mit einer Länge von 14 bp zurückzuführen, das (zweimal) in der langen Read-Baugruppe wiederholt wurde, jedoch nicht in der kurzen Read-Baugruppe. Das Read-Subsampling bei einer Sequenzierungstiefe von 1× führte zur Zusammenstellung partieller oder vollständiger mitochondrialer Genome mit zahlreichen Fehlern, darunter unter anderem einfache Indels und Indels in Homopolymerregionen. Bei 3- und 5-facher Unterabtastung waren die Genome identisch (perfekt) oder nahezu identisch (quasiperfekt, 99.5 % über 16,500 bp) mit ihren jeweiligen Illumina-Assemblierungen. Die neu zusammengesetzten mitochondrialen Genome weisen im Vergleich zu den artverwandten Arten eine identische Genzusammensetzung und -organisation auf und eine phylomitogenomische Analyse auf der Grundlage translatierter proteinkodierender Gene deutete darauf hin, dass die Familie Kyphosidae nicht monophyletisch ist. Dieselbe Analyse deckte mögliche Fälle einer Fehlidentifizierung der in der GenBank hinterlegten mitochondrialen Genome auf. Diese Studie zeigt, dass perfekte (vollständig und absolut genau) oder quasiperfekte (vollständig, aber mit einem oder sehr wenigen Fehlern) mitochondriale Genome mit hoher (> 25×) und niedriger (3-5×), aber nicht sehr niedriger (1×, Genom-Skimming) Sequenzierungstiefe unter Verwendung von ONT Long Reads und der neuesten ONT-Chemie (Kit 14 und R10.4.1-Durchflusszellen mit SUP-Basecalling) zusammengesetzt werden können. Die neu zusammengestellten und annotierten mitochondrialen Genome können als Referenz in Umwelt-DNA-Studien verwendet werden, deren Schwerpunkt auf der Bioprospektion und dem Biomonitoring dieser und anderer Küstenarten liegt, die Umweltschäden ausgesetzt sind. Aufgrund der geringen Größe des Sequenziergeräts und der niedrigen Kosten argumentieren wir, dass die ONT-Technologie das Potenzial hat, den Zugang zu Hochdurchsatz-Sequenzierungstechnologien in Ländern mit niedrigem und mittlerem Einkommen zu verbessern.

Longo, GC, Minich, JJ, Allsing, N., James, K., Adams-Herrmann, ES, Larson, W., Hartwick, N., Duong, T., Muhling, B., Michael, TP, Craig, MT Überquerung des Pazifiks: Genomik deckt Vorkommen der Japanischen Sardine (Sardinops melanosticta) im großen Meeresökosystem des Kalifornienstroms auf. (2024) Molekulare Ökologie.:e17561 DOI: 10.1111/mec.17561

+ Zusammenfassung erweitern

Denyer, T., Wu, PJ, Colt, K., Abramson, B., Pang, Z., Solansky, P., Mamerto, A., Nobori, T., Ecker, J., Lam, E., Michael, TP, Timmermans, MC Die minimalistische Wasserlinse zeichnet sich durch klare räumliche und umweltbezogene Ausdruckssignaturen aus. (2024) Genomforschung. DOI: 10.1101/gr.279091.124

+ Zusammenfassung erweitern

Die Einzelzellgenomik ermöglicht eine neue Auflösung bei der Untersuchung der molekularen und zellulären Dynamik und ermöglicht globale, parallele Bewertungen von Zelltypen und Zellverhalten während der Entwicklung und als Reaktion auf Umweltbedingungen wie die Interaktion mit Wasser und den Hell-Dunkel-Zyklus der Erde. Hier nutzen wir die kleinste und möglicherweise strukturell am stärksten reduzierte Pflanze, die semiaquatische, um die Dynamik der Zellexpression in diesen Kontexten auf der Ebene der gesamten Pflanze zu verstehen. Wir untersuchten RNA-Sequenzierungsdaten mit Einzelzellauflösung und fanden heraus, dass sich Zellen in vier Hauptcluster aufteilen, die das über und unter dem Wasser gelegene Parenchym und die Epidermis darstellen. Während diese Gewebe transkriptomische Ähnlichkeiten mit Modellpflanzen aufweisen, zeigen sie unterschiedliche Anpassungen, die an die aquatische Umwelt vorgenommen wurden. Innerhalb dieser breiten Klassifizierung sind diskrete Subspezialisierungen erkennbar, wobei ausgewählte Zellen einzigartige transkriptomische Signaturen aufweisen, die mit der Entwicklungsreife und spezialisierten Physiologien verbunden sind. Indem wir dieses vereinfachte biologische System zeitlich an zwei wichtigen Tageszeitübergängen (TOD) bewerten, identifizieren wir zusätzliche TOD-reaktive Gene, die bisher in transkriptomischen Ansätzen für die gesamte Pflanze übersehen wurden, und zeigen, dass die Kernmaschinerie der circadianen Uhr und ihre nachgeschalteten Reaktionen selbst in diesem vereinfachten System zellspezifisch variieren können. Unterschiede zwischen Zelltypen und ihren Reaktionen auf Untertauchen und/oder TOD werden durch Expressionsänderungen unerwartet weniger Gene verursacht, was einen stark rationalisierten Organismus charakterisiert, bei dem die Mehrheit der Gene grundlegenden zellulären Prozessen gewidmet ist. bietet eine einzigartige Gelegenheit, die reduktionistische Biologie anzuwenden, um Signalfunktionen auf organismischer Ebene aufzuklären, wofür diese Arbeit eine leistungsstarke Ressource darstellt.

Tomlin, CM, Rajaraman, S., Sebesta, JT, Scheen, AC, Bendiksby, M., Low, YW, Salojärvi, J., Michael, TP, Albert, VA, Lindqvist, C. Allopolyploider Ursprung und Diversifizierung der endemischen hawaiianischen Pfefferminzbonbons. (2024) Nature Communications. 15(1):3109. DOI: 10.1038/s41467-024-47247-y

+ Zusammenfassung erweitern

Harkess, A., Bewick, AJ, Lu, Z., Fourounjian, P., Michael, TP, Schmitz, RJ, Meyers, BC Ungewöhnliches Vorherrschen der Erhaltungs-DNA-Methylierung bei Spirodela polyrhiza. (2024) G3. DOI: 10.1093/g3journal/jkae004

+ Zusammenfassung erweitern

Minich, JJ, Moore, ML, Allsing, NA, Aylward, A., Murray, ER, Tran, L., Michael, TP Generierung hochwertiger Pflanzen- und Fisch-Referenzgenome aus vor Ort gesammelten Proben durch Optimierung der Konservierung. (2023) Kommunikationsbiologie. 6(1):1246. DOI: 10.1038/s42003-023-05615-2

+ Zusammenfassung erweitern

Steele, TS, Burkhardt, I., Moore, ML, de Rond, T., Bone, HK, Barry, K., Bunting, VM, Grimwood, J., Handley, LH, Rajasekar, S., Talag, J. , Michael, TP, Moore, BS Biosynthese von Haloterpenoiden in Rotalgen über mikrobenähnliche Terpensyntasen vom Typ I. (2023) ACS Chemische Biologie. DOI: 10.1021/acschembio.3c00627

+ Zusammenfassung erweitern

Saul, F., Scharmann, M., Wakatake, T., Rajaraman, S., Marques, A., Freund, M., Bringmann, G., Channon, L., Becker, D., Carroll, E., Low, YW, Lindqvist, C., Gilbert, KJ, Renner, T., Masuda, S., Richter, M., Vogg, G., Shirasu, K., Michael, TP, Hedrich, R., Albert, VA, Fukushima, K. Die Dominanz des Subgenoms prägt die Evolution neuer Gene in der dekaploiden Kannenpflanze Nepenthes gracilis. (2023) Natur Pflanzen. DOI: 10.1038/s41477-023-01562-2

+ Zusammenfassung erweitern

Aylward, AJ, Petrus, S., Mamerto, A., Hartwick, NT, Michael, TP PanKmer: k-mer-basierte und referenzfreie Pangenomanalyse. (2023) Bioinformatik . DOI: 10.1093/bioinformatics/btad621

+ Zusammenfassung erweitern

Stack, GM, Cala, AR, Quade, MA, Toth, JA, Monserrate, LA, Wilkerson, DG, Carlson, CH, Mamerto, A., Michael, TP, Crawford, S., Smart, C., Smart, LB Genetische Kartierung, Identifizierung und Charakterisierung eines möglichen Anfälligkeitsgens für Echten Mehltau in L. (2023) Molekulare Wechselwirkungen zwischen Pflanzen und Mikroben. DOI: 10.1094/MPMI-04-23-0043-R

+ Zusammenfassung erweitern

Pasaribu, B., Acosta, K., Aylward, A., Liang, Y., Abramson, BW, Colt, K., Hartwick, NT, Shanklin, J., Michael, TP, Lahm. Die Genomik von Turionen der Großen Wasserlinse enthüllt deren Wege für die Ruhephase und die Strategie des Wiederauftauchens. (2023) Neuer Phytologe. DOI: 10.1111/nph.18941

+ Zusammenfassung erweitern

Acosta, K., Sorrels, S., Chrisler, W., Huang, W., Gilbert, S., Brinkman, T., Michael, TP, Lebeis, SL, Lam, E. Optimierung molekularer Methoden zum Nachweis von Wasserlinsen-assoziierten Bakterien. (2023) Pflanzen 12(4). DOI: 10.3390/plants12040872

+ Zusammenfassung erweitern

Die bakterielle Kolonisierungsdynamik von Pflanzen kann zwischen phylogenetisch ähnlichen Bakterienstämmen und im Kontext komplexer Bakteriengemeinschaften unterschiedlich sein. Quantitative Methoden, die eng verwandte Bakterien innerhalb komplexer Gemeinschaften aufklären können, können zu einem besseren Verständnis der Wechselwirkungen zwischen Pflanzen und Mikroben führen. Derzeitigen Methoden fehlt jedoch häufig die Spezifität, um phylogenetisch ähnliche Bakterienstämme zu unterscheiden. In dieser Studie beschreiben wir molekulare Strategien zur Untersuchung von Wasserlinsen-assoziierten Bakterien. Wir haben zunächst systematisch ein Protokoll zum Perlenschlagen optimiert, um Nukleinsäuren gleichzeitig aus Wasserlinsen und Bakterien zu isolieren. Anschließend haben wir einen generischen Fingerabdrucktest entwickelt, um in Wasserlinsenproben vorhandene Bakterien nachzuweisen. Um spezifische Wasserlinsen-Bakterien-Assoziationen zu erkennen, haben wir eine auf Genomik basierende Berechnungspipeline entwickelt, um bakterienstammspezifische Primer zu generieren. Diese stammspezifischen Primer unterschieden Bakterienstämme derselben Gattung und ermöglichten den Nachweis spezifischer Wasserlinsen-Bakterien-Assoziationen, die in einem Gemeinschaftskontext vorhanden sind. Darüber hinaus haben wir diese stammspezifischen Primer verwendet, um die bakterielle Besiedlung von Wasserlinsen durch Normalisierung auf ein Pflanzenreferenzgen zu quantifizieren und Unterschiede im Besiedlungsgrad zwischen Stämmen derselben Gattung aufzudecken. Schließlich unterstützte die konfokale Mikroskopie von inokulierter Wasserlinse unsere PCR-Ergebnisse weiter und zeigte eine bakterielle Besiedlung der Wurzel-Wedel-Grenzfläche und des Wurzelinneren der Wasserlinse. Die in dieser Arbeit vorgestellten molekularen Methoden sollen die Verfolgung und Quantifizierung spezifischer Pflanzen-Mikroben-Assoziationen innerhalb von Pflanzen-Mikroben-Gemeinschaften ermöglichen.

Silva, SR, FO Miranda, V., Michael, TP, Płachno, BJ, Matos, RG, Adamec, L., LK Pond, S., Lucaci, AG, Pinheiro, DG, Varani, AM Die Phylogenomik und Evolutionsdynamik der Organellengenome bei fleischfressenden Utricularia- und Genlisea-Arten (Lentibulariaceae). (2023) Mol Phylogenet Evol.:107711 DOI: 10.1016/j.ympev.2023.107711

+ Zusammenfassung erweitern

Michael, TP Tageszeitanalyse über einen Entwicklungszeitverlauf im Feldanbau bei Reis. (2022) Pflanzen (Basel). 12(1). DOI: 10.3390/plants12010166

+ Zusammenfassung erweitern

Snoeck, S., Abramson, BW, Garcia, AGK, Egan, AN, Michael, TP, Steinbrenner, A. Evolutionärer Gewinn und Verlust eines pflanzlichen Mustererkennungsrezeptors für die HAMP-Erkennung. (2022) Elife. 11. DOI: 10.7554/eLife.81050

+ Zusammenfassung erweitern

Minich, JJ, Härer, A., Vechinski, J., Frable, BW, Skelton, ZR, Kunselman, E., Shane, MA, Perry, DS, Gonzalez, A., McDonald, D., Knight, R., Michael, TP, Allen, EE Biologie, Ökologie und Umwelt des Wirts beeinflussen die mikrobielle Biomasse und Vielfalt in 101 Meeresfischarten. (2022) Nature Communications. 13(1):6978. DOI: 10.1038/s41467-022-34557-2

+ Zusammenfassung erweitern

Baggs, EL, Tiersma, MB, Abramson, BW, Michael, TP, Krasileva, KV Charakterisierung von Abwehrreaktionen gegen bakterielle Krankheitserreger bei Wasserlinsen ohne EDS1. (2022) Neues Phytol. DOI: 10.1111/nph.18453

+ Zusammenfassung erweitern

Low, YW, Rajaraman, S., Tomlin, CM, Ahmad, JA, Ardi, WH, Armstrong, K., Athen, P., Berhaman, A., Bone, RE, Cheek, M., Cho, NRW, Choo , LM, Cowie, ID, Crayn, D., Fleck, SJ, Ford, AJ, Forster, PI, Girmansyah, D., Goyder, DJ, Gray, B., Heatubun, CD, Ibrahim, A., Ibrahim, B ., Jayasinghe, HD, Kalat, MA, Kathriarachchi, HS, Kintamani, E., Koh, SL, Lai, JTK, Lee, SML, Leong, PKF, Lim, WH, Lum, SKY, Mahyuni, R., McDonald, WJF, Metali, F., Mustaqim, WA, Naiki, A., Ngo, KM, Niissalo, M., Ranasinghe, S., Repin, R., Rustiami, H., Simbiak, VI, Sukri, RS, Sunarti, S., Trethowan, LA, Trias-Blasi, A., Vasconcelos, TNC, Wanma, JF, Widodo, P., Wijesundara, DSA, Worboys, S., Yap, JW, Yong, KT, Khew, GSW, Salojärvi, J., Michael, TP, Middleton, DJ, Burslem, DFRP, Lindqvist, C., Lucas, EJ, Albert, VA Genomische Einblicke in die schnelle Artbildung innerhalb der weltweit größten Baumgattung Syzygium. (2022) Nature Communications. 13(1):5031. DOI: 10.1038/s41467-022-32637-x

+ Zusammenfassung erweitern

Michael, TP Zentrale zirkadiane Uhr- und Lichtsignalgene, die über die grüne Abstammungslinie hinweg genetisch verknüpft sind. (2022) Pflanzenphysiologie. DOI: 10.1093/plphys/kiac276

+ Zusammenfassung erweitern

Die zirkadiane Uhr wird sowohl auf der Ebene der Transkriptionsnetzwerke als auch der Kerngene in Pflanzen konserviert und stellt sicher, dass biologische Prozesse auf die richtige Tageszeit abgestimmt sind. In der Modellpflanze Arabidopsis (Arabidopsis thaliana) zeigen die zentralen circadianen SHAQKYF-Typ-MYB (sMYB)-Gene CIRCADIAN CLOCK ASSOCIATED 1 (CCA1) und REVEILLE (RVE4) eine genetische Verknüpfung mit PSEUDO-RESPONSE REGULATOR 9 (PRR9) bzw. PRR7 . Durch die Nutzung chromosomenaufgelöster Pflanzengenome und syntenischer Orthologanalysen konnte diese genetische Verbindung auf Amborella trichopoda, eine Schwesterlinie des Angiosperms, zurückgeführt und eine zusätzliche evolutionär konservierte genetische Verbindung in Lichtsignalgenen identifiziert werden. Die genetischen Verknüpfungen LHY/CCA1-PRR5/9, RVE4/8-PRR3/7 und PIF3-PHYA entstanden in der Bryophyten-Linie und bewegten sich nach und nach innerhalb mehrerer Gene voneinander über eine Reihe von Angiospermenfamilien hinweg, die eine deutliche Duplikation und Fraktionierung des gesamten Genoms darstellten Veranstaltungen. Sojabohnen (Glycine max) behielten bis auf zwei alle genetischen Verknüpfungen bei, und die Expressionsanalyse ergab, dass die PIF3-PHYA-Verknüpfung, die sich mit dem E4-Reifegruppen-Locus überlappte, das einzige Paar war, das im Gegensatz zum sMYB-PRR morgens und mittags robust mit einer Abendphase wechselte Phase. Während die meisten Monokotyledonen die genetischen Verknüpfungen beibehalten, sind sie in den wirtschaftlich wichtigen Gräsern (Poaceae) wie Mais (Zea mays) verloren gegangen, wo die Gene fraktioniert wurden, um Chromosomen zu trennen, und die Variation von Vorhandensein/Fehlen zur Trennung von PRR7-Paralogs führt über heterotische Gruppen hinweg. Es wird das Umweltrobustheitsmodell vorgeschlagen, das darauf hindeutet, dass evolutionär konservierte genetische Verknüpfungen eine überlegene Mikrohabitat-Bestäubungssynchronität gewährleisten, während Wide-Hybriden oder die Aufhebung der Verknüpfung der Gene, wie sie bei den Gräsern beobachtet werden, zu Heterosis, Anpassung und Besiedlung neuer ökologischer Nischen führen.

Zhang, T., Mudgett, M., Rambabu, R., Abramson, B., Dai, X., Michael, TP, Zhao, Y. Hinweis zum Rückzug: Selektive Vererbung von Zielgenen von nur einem Elternteil sexuell reproduzierbarer F1-Nachkommen bei Arabidopsis. (2022) Nature Communications. 13(1):3270. DOI: 10.1038/s41467-022-31001-3

Guedes Matos, R., Rodrigues da Silva, S., Jan Płachno, B., Adamec, L., Michael, TP, de Mello Varani, A., Miranda, VFO Das vollständige mitochondriale Genom der fleischfressenden Genlisea tuberosa (Lentibulariaceae): Struktur und evolutionäre Aspekte. (2022) Gen.:146391 DOI: 10.1016/j.gene.2022.146391

+ Zusammenfassung erweitern

Sutton, G., Fogel, GB, Abramson, B., Brinkac, L., Michael, T., Liu, ES, Thomas, S. Horizontaler Transfer und Evolution von Wall-Teichonsäure-Genkassetten in . (2022) F1000Res. 10:354. DOI: 10.12688/f1000research.51874.1

+ Zusammenfassung erweitern

Kawash, J., Colt, K., Hartwick, NT, Abramson, BW, Vorsa, N., Polashock, JJ, Michael, TP Der Vergleich eines Referenz-Cranberry-Genoms mit einem wilden Verwandten einer Kulturpflanze liefert Einblicke in Anpassung, Domestikation und Zucht. (2022) Plus eins. 17(3):e0264966. DOI: 10.1371/journal.pone.0264966

+ Zusammenfassung erweitern

Abramson, BW, Novotny, M., Hartwick, NT, Colt, K., Aevermann, BD, Scheuermann, RH, Michael, TP Das Genom und das vorläufige Einzelkern-Transkriptom von Lemna minuta offenbaren Mechanismen der Invasivität. (2021) Pflanzenphysiologie. DOI: 10.1093/plphys/kiab564

+ Zusammenfassung erweitern

Die Fähigkeit, jede Zelle in einigen Modellorganismen zu verfolgen, hat zu einem grundlegenden Verständnis der Entwicklung und Zellfunktion geführt. Bei Pflanzen ist dies jedoch aufgrund der Komplexität von Zellzahl, Organgröße und Entwicklungszeit selbst bei der winzigen Modellpflanze Arabidopsis (Arabidopsis thaliana) eine Herausforderung. Wasserlinsen, basale, nicht grasbewachsene einkeimblättrige Wasserpflanzen, bieten aufgrund ihrer geringen Größe, ihres reduzierten Körperbaus und ihres schnellen klonalen Wachstums die Möglichkeit, jede Zelle einer ganzen Pflanze zu verfolgen. Hier präsentieren wir ein chromosomenaufgelöstes Genom für die hochinvasive Zwerg-Wasserlinse (Lemna minuta) und erstellen einen vorläufigen Zellatlas, der die Einzelkernsequenzierung mit geringer Zellabdeckung nutzt. Wir haben das 360-Megabasen-Genom in 21 Chromosomen aufgelöst und dabei einen nicht-redundanten Kerngensatz entdeckt, bei dem nur die Duplikation des gesamten alten Tau-Genoms mit allen Monokotyledonen geteilt wurde, und eine Paralog-Expansion als Ergebnis von Tandem-Duplikationen im Zusammenhang mit der Phytoremediation. Mithilfe der SMARTseq2-Einzelkernsequenzierung, die eine höhere Genabdeckung bei gleichzeitig geringerer Zellzahl ermöglichte, haben wir ein Profil von 269 Kernen erstellt, die 36.9 % (8,457) des L. minuta-Transkriptoms abdecken. Da eine molekulare Validierung in dieser Nicht-Modellpflanze nicht möglich war, nutzten wir die Genorthologie mit Datensätzen zur Expression einzelner Zellen von Modellorganismen, Genontologie und Zelltrajektorienanalyse, um mutmaßliche Zelltypen zu definieren. Wir fanden heraus, dass das Gewebe, das wir rechnerisch als Mesophyll definierten, ein hohes Maß an elementaren Transportgenen exprimierte, was darauf hindeutet, dass dieses Gewebe eine Rolle bei der Abwasserentgiftung von L. minuta spielt. Das L. minuta-Genom und die vorläufige Zellkarte bieten ein Paradigma zur Entschlüsselung von Entwicklungsgenen und -wegen für eine gesamte Pflanze.

Lahm., Michael, TP Wolffia, ein minimalistisches Gehäuse für Pflanzen und synthetische Biologie. (2021) Trends in der Pflanzenwissenschaft. DOI: 10.1016/j.tplants.2021.11.014

+ Zusammenfassung erweitern

Wickell, D., Kuo, LY, Yang, HP, Dhabalia Ashok, A., Irisarri, I., Dadras, A., de Vries, S., de Vries, J., Huang, YM, Li, Z., Barker, MS, Hartwick, NT, Michael, TP, Li, FW Unterwasser-CAM-Photosynthese durch Isoetes-Genom aufgeklärt. (2021) Nature Communications. 12(1):6348. DOI: 10.1038/s41467-021-26644-7

+ Zusammenfassung erweitern

Naish, M., Alonge, M., Wlodzimierz, P., Tock, AJ, Abramson, BW, Schmücker, A., Mandáková, T., Jamge, B., Lambing, C., Kuo, P., Yelina, N., Hartwick, N., Colt, K., Smith, LM, Ton, J., Kakutani, T., Martienssen, RA, Schneeberger, K., Lysak, MA, Berger, F., Bousios, A., Michael, TP, Schatz, MC, Henderson, IR Die genetische und epigenetische Landschaft der Zentromere. (2021) Science. 374(6569):eabi7489. DOI: 10.1126/science.abi7489

Mansfeld, BN, Boyher, A., Berry, JC, Wilson, M., Ou, S., Polydore, S., Michael, TP, Fahlgren, N., Bart, RS Große strukturelle Variationen im Haplotyp-aufgelösten afrikanischen Maniok-Genom. (2021) Pflanzenjournal. DOI: 10.1111/tpj.15543

+ Zusammenfassung erweitern

Maniok (Manihot esculenta Crantz, 2n=36) ist eine weltweite Nutzpflanze zur Ernährungssicherung. Maniok hat ein stark heterozygotes Genom, eine hohe genetische Belastung und eine genotypabhängige asynchrone Blüte. Die Vermehrung erfolgt typischerweise durch Stammstecklinge und jegliche genetische Variation zwischen Haplotypen, einschließlich großer struktureller Variationen, bleibt durch eine solche klonale Vermehrung erhalten. Herkömmliche Ansätze zur Genomassemblierung erzeugen eine kollabierte Haplotypdarstellung des Genoms. Bei stark heterozygoten Pflanzen führt dies zu Artefakten und einer übermäßigen Vereinfachung heterozygoter Regionen. Wir verwendeten eine Kombination aus Pacific Biosciences (PacBio), Illumina und Hi-C, um jeden Haplotyp des Genoms einer von Landwirten bevorzugten Maniok-Linie, TME7 (Oko-iyawo), aufzulösen. PacBio-Lesevorgänge wurden mit der FALCON-Suite zusammengestellt. Phasenwechselfehler wurden mithilfe von FALCON-Phase- und Hi-C-Lesedaten korrigiert. Die Ultra-Long-Range-Informationen aus der Hi-C-Sequenzierung wurden auch für den Gerüstbau genutzt. Der Vergleich der beiden Phasen ergab mehr als 5,000 große Haplotyp-spezifische Strukturvarianten mit Auswirkungen auf mehr als 8 MB, einschließlich Insertionen und Deletionen über Tausende von Basenpaaren. Das Potenzial dieser Varianten, die allelspezifische Expression zu beeinflussen, wurde weiter untersucht. RNA-seq-Daten von 11 verschiedenen Gewebetypen wurden gegen die haploide Gerüstanordnung abgebildet und Genexpressionsdaten werden in unsere bestehende, benutzerfreundliche webbasierte Schnittstelle integriert, um die Nutzung durch die breitere Pflanzenwissenschaftsgemeinschaft zu erleichtern. Diese beiden Baugruppen bieten eine hervorragende Möglichkeit, die Auswirkungen von Heterozygotie, Haplotyp-spezifischer Strukturvariation, Gen-Hemizygotie und allelspezifischer Genexpression zu untersuchen, die zu wichtigen landwirtschaftlichen Merkmalen beitragen, und unser Verständnis der Genetik und Domestizierung von Maniok zu erweitern.

Acosta, K., Appenroth, KJ, Borisjuk, L., Edelman, M., Heinig, U., Jansen, MAK, Oyama, T., Pasaribu, B., Schubert, I., Sorrels, S., Sree, KS, Xu, S., Michael, TP, Lahm. Rückkehr der Lemnaceae: Wasserlinsen als Modellpflanzensystem im Zeitalter der Genomik und Postgenomik. (2021) Pflanzenzelle. DOI: 10.1093/plcell/koab189

+ Zusammenfassung erweitern

Zhang, T., Mudgett, M., Rambabu, R., Abramson, B., Dai, X., Michael, TP, Zhao, Y. Selektive Vererbung von Zielgenen von nur einem Elternteil sexuell reproduzierbarer F1-Nachkommen bei Arabidopsis. (2021) Nature Communications. 12(1):3854. DOI: 10.1038/s41467-021-24195-5

+ Zusammenfassung erweitern

Harkess, A., McLoughlin, F., Bilkey, N., Elliott, K., Emenecker, R., Mattoon, E., Miller, K., Czymmek, K., Vierstra, RD, Meyers, BC, Michael, TP Verbesserte Genom- und Proteomanalysen von Spirodela polyrhiza zeigen eine konservierte chromosomale Struktur mit einer hohen Häufigkeit chloroplastischer Proteine, die die Energieproduktion begünstigen. (2021) J Exp-Bot. 72(7):2491-2500. DOI: 10.1093/jxb/erab006

+ Zusammenfassung erweitern

Michael, TP, Ernst, E., Hartwick, N., Chu, P., Bryant, D., Gilbert, S., Ortleb, S., Baggs, EL, Sree, KS, Appenroth, KJ, Fuchs, J., Jupe, F., Sandoval, JP, Krasileva, KV, Borisjuk, L., Mockler, TC, Ecker, J., Martienssen, RA, Lam, E. Genom und Tageszeit-Transkriptom verknüpfen morphologische Minimierung mit Genverlust und geringerer Wachstumskontrolle. (2020) Genomforschung. DOI: 10.1101/gr.266429.120

+ Zusammenfassung erweitern

Minich, JJ, Petrus, S., Michael, JD, Michael, TP, Knight, R., Allen, EE Zeitliche, umweltbedingte und biologische Treiber des Schleimhautmikrobioms in einem wilden Meeresfisch, Scomber japonicus. (2020) mSphere. 5(3). DOI: 10.1128/mSphere.00401-20

+ Zusammenfassung erweitern

Durch anthropogene Aktivitäten veränderte Meeresbedingungen können sich durch die Zunahme von Stress und Krankheiten negativ auf die Fischerei auswirken. Um zu verstehen, wie die Umwelt und die Wirtsbiologie das Mikrobiom der Schleimhaut eines Meeresfisches beeinflussen, haben wir fünf Körperstellen (Kiemen, Haut, Verdauungstrakt, Magen-Darm-Trakt [GI] und Pylorus-Ceca) von 229 pazifischen Döbelmakrelen untersucht, die über einen Zeitraum von 38 Zeitpunkten gesammelt wurden 1 Jahr am Scripps Institution of Oceanography Pier (La Jolla, CA). Schleimhautstandorte wiesen einzigartige mikrobielle Gemeinschaften auf, die sich deutlich von den umgebenden Meerwasser- und Sedimentgemeinschaften unterschieden und eine über zehnmal größere Gesamtvielfalt als Meerwasser aufwiesen. Die Außenflächen von Haut und Kiemen ähnelten eher Meerwasser, während Digesta eher Sedimenten ähnelte. Die Alpha- und Beta-Diversität der Haut und der Kiemen wurde durch Umwelt- und biologische Faktoren erklärt, insbesondere durch die Meeresoberflächentemperatur, Chlorophyll und das Alter der Fische, was mit einer Expositionsgradientenbeziehung übereinstimmt. Wir haben durch Nanoporensequenzierung einer 10-bp-Region der 14,769-bp-Mitochondrien über alle temporalen Fischproben hinweg bestätigt, dass saisonale mikrobielle Veränderungen nicht durch die regionale Migration von Döbelmakrelen-Subpopulationen verfälscht wurden. Ein kosmopolitischer Krankheitserreger, der Erreger, kommt das ganze Jahr über an mehreren Körperstellen vor, ist jedoch zwischen Juni und September, wenn das Meer am wärmsten ist, in der Haut, im Magen-Darm-Trakt und im Verdauungstrakt am stärksten vertreten. Die Längsschnittstudie zum Mikrobiom von Fischen bewertet, inwieweit die Umwelt und die Wirtsbiologie die mikrobielle Ökologie der Schleimhaut beeinflussen, und legt eine Grundlage für Langzeituntersuchungen fest, die Umweltstressoren mit der Schleimhautgesundheit wildlebender Meeresfische in Verbindung bringen. Pazifische Döbelmakrelen gehören zu den größten und wirtschaftlich bedeutendsten Fischereien der Welt. Der Fisch wird sowohl für den menschlichen Verzehr als auch für Fischmehl geerntet. Veränderte Meeresbedingungen, die durch anthropogene Stressfaktoren wie den Klimawandel verursacht werden, können sich negativ auf die Fischerei auswirken. Ein Mechanismus dafür ist Krankheit. Wenn sich das Wasser erwärmt und sich die Chemie verändert, können sich auch die mit Fischen verbundenen mikrobiellen Gemeinschaften verändern. In dieser Studie führten wir über einen Zeitraum von einem Jahr eine ganzheitliche Analyse aller Schleimhautstellen der Fische durch, um saisonale Schwankungen zu untersuchen und die Umweltfaktoren des Mikrobioms zu verstehen. Das Verständnis der Saisonalität im Fischmikrobiom ist auch auf die Aquakulturproduktion anwendbar, damit Produzenten besser verstehen und vorhersagen können, wann es aufgrund sich ändernder Umweltbedingungen im Meer zu Krankheitsausbrüchen kommen kann.

Liu, J., Seetharam, AS, Chougule, K., Ou, S., Swentowsky, KW, Gent, JI, Llaca, V., Woodhouse, MR, Manchanda, N., Presting, GG, Kudrna, DA, Alabady , M., Hirsch, CN, Fengler, KA, Ware, D., Michael, TP, Hufford, MB, Dawe, RK Lückenlose Assemblierung von Maischromosomen mithilfe von Long-Read-Technologien. (2020) Genombiologie 21(1):121. DOI: 10.1186/s13059-020-02029-9

+ Zusammenfassung erweitern

Michael, TP, VanBuren, R. Aufbau nahezu vollständiger Pflanzengenome. (2020) Aktuelle Meinung in der Pflanzenbiologie. 54:26-33. DOI: 10.1016/j.pbi.2019.12.009

+ Zusammenfassung erweitern

Poplawski, SG, Garbett, KA, McMahan, RL, Kordasiewicz, HB, Zhao, H., Kennedy, AJ, Goleva, SB, Sanders, TH, Motley, ST, Swayze, EE, Ecker, DJ, Sweatt, JD, Michael, TP, Greer, CB Ein Antisense-Oligonukleotid führt zu einer unterdrückten Transkription von Hdac2 und einer Verbesserung des Langzeitgedächtnisses. (2020) Mol Ther Nukleinsäuren. 19:1399-1412. DOI: 10.1016/j.omtn.2020.01.027

+ Zusammenfassung erweitern

MacKinnon, KJ, Cole, BJ, Yu, C., Coomey, JH, Hartwick, NT, Remigereau, MS, Duffy, T., Michael, TP, Kay, SA, Hazen, SP Änderungen der Umgebungstemperatur sind der vorherrschende Hinweis auf die tägliche Genregulation von Brachypodium distachyon. (2020) Neues Phytol. DOI: 10.1111/nph.16507

+ Zusammenfassung erweitern

VanBuren, R., Man Wai, C., Wang, X., Pardo, J., Yocca, AE, Wang, H., Chaluvadi, SR, Han, G., Bryant, D., Edger, PP, Messing, J., Sorrells, ME, Mockler, TC, Bennetzen, JL, Michael, TP Außergewöhnliche Subgenomstabilität und funktionelle Divergenz im allotetraploiden äthiopischen Getreide Teff. (2020) Nature Communications. 11(1):884. DOI: 10.1038/s41467-020-14724-z

+ Zusammenfassung erweitern

Silva, SR, Moraes, AP, Penha, HA, Julião, MHM, Domingues, DS, Michael, TP, Miranda, VFO, Varani, AM Die terrestrische fleischfressende Pflanze wirft Licht auf die Plastizität des Genoms von Umwelt und Lebensformen. (2019) Internationales Journal für Molekulare Wissenschaften. 21(1). DOI: 10.3390/ijms21010003

+ Zusammenfassung erweitern

Silva, SR, Pinheiro, DG, Penha, HA, Płachno, BJ, Michael, TP, Meer, EJ, Miranda, VFO, Varani, AM Intraspezifische Variation innerhalb der Artenmorphotypen basierend auf Chloroplastengenomen. (2019) Internationales Journal für Molekulare Wissenschaften. 20(24). DOI: 10.3390/ijms20246130

+ Zusammenfassung erweitern

Chekan, JR, McKinnie, SMK, Moore, ML, Poplawski, SG, Michael, TP, Moore, BS Skalierbare Biosynthese der neurochemischen Algenkainsäure. (2019) Angewandte Chemie. 58(25):8454-8457. DOI: 10.1002/ange.201902910

+ Zusammenfassung erweitern

Wai, CM, Weise, SE, Ozersky, P., Mockler, TC, Michael, TP, VanBuren, R. Tageszeit und Netzwerk-Neuprogrammierung während der Dürre-induzierten CAM-Photosynthese in Sedum album. (2019) PLOS Genetik. 15(6):e1008209. DOI: 10.1371/journal.pgen.1008209

+ Zusammenfassung erweitern

Mower, JP, Ma, PF, Grewe, F., Taylor, A., Michael, TP, VanBuren, R., Qiu, YL Genomik von Lykophyten-Plastiden: extreme Variation im GC-, Gen- und Intron-Gehalt und mehrere Inversionen zwischen einer direkten und invertierten Ausrichtung der rRNA-Wiederholung. (2019) Neues Phytol. 222(2):1061-1075. DOI: 10.1111/nph.15650

+ Zusammenfassung erweitern

Jupe, F., Rivkin, AC, Michael, TP, Zander, M., Motley, ST, Sandoval, JP, Slotkin, RK, Chen, H., Castanon, R., Nery, JR, Ecker, JR Die komplexe Architektur und epigenomische Wirkung pflanzlicher T-DNA-Insertionen. (2019) PLOS Genetik. 15(1):e1007819. DOI: 10.1371/journal.pgen.1007819

+ Zusammenfassung erweitern

Das Bakterium Agrobacterium tumefaciens war das Arbeitstier in der Pflanzengenomtechnik. Der maßgeschneiderte Ersatz nativer tumorinduzierender (Ti) Plasmidelemente ermöglichte die Einfügung einer interessierenden Sequenz namens Transfer-DNA (T-DNA) in jedes Pflanzengenom. Obwohl diese Übertragungsmechanismen gut verstanden sind, war das detaillierte Verständnis der Struktur und des epigenomischen Status von Insertionsereignissen durch aktuelle Technologien begrenzt. Hier haben wir zwei Einzelmolekültechnologien angewendet und Arabidopsis thaliana-Linien aus drei weit verbreiteten T-DNA-Insertionssammlungen (SALK, SAIL und WISC) analysiert. Optische Karten für vier zufällig ausgewählte T-DNA-Linien zeigten zwischen einer und sieben Insertionen/Umlagerungen und die Länge der einzelnen Insertionen lag zwischen 27 und 236 Kilobasen. Auf De-novo-Nanoporensequenzierung basierende Assemblierungen für zwei segregierende Linien lösten T-DNA-Strukturen teilweise auf und zeigten mehrere Translokationen und den Austausch von Chromosomenarmenden. Für das aktuelle TAIR10-Referenzgenom korrigierten Nanoporen-Contigs 83 % der nicht-zentromeren Fehlassemblierungen. Die beispiellose Auflösung auf zusammenhängender Nukleotidebene ermöglichte eine eingehende Untersuchung des Epigenoms an T-DNA-Insertionsstellen. T-DNA-Insertionen der SALK_059379-Linie wurden mit 24nt Small Interfering RNAs (siRNA) und dichter Cytosin-DNA-Methylierung angereichert, was zu einer Transgen-Stummschaltung über den RNA-gesteuerten DNA-Methylierungsweg führte. Im Gegensatz dazu werden T-DNA-Insertionen der SAIL_232-Linie überwiegend von 21/22nt-siRNAs angegriffen, wobei die DNA-Methylierung und -Stummschaltung auf einen Reporter beschränkt ist, nicht jedoch auf das Resistenzgen. Darüber hinaus haben wir die Chromatinumgebungen H3K4me3, H3K27me3 und H2A.Z rund um T-DNA-Insertionen mithilfe von ChIP-seq in SALK_059379, SAIL_232 und fünf weiteren T-DNA-Linien profiliert. Wir entdeckten verschiedene Effekte, die vom vollständigen Verlust der Chromatinmarkierungen bis zum De-novo-Einbau von H2A.Z und der Trimethylierung von H3K4 und H3K27 um die T-DNA-Integrationsstellen reichten. Diese Studie liefert neue Einblicke in die strukturellen Auswirkungen des Einfügens fremder Fragmente in Pflanzengenome und zeigt den Nutzen modernster Langstrecken-Sequenzierungstechnologien zur schnellen Identifizierung unerwarteter genomischer Veränderungen.

Hoang, PNT, Michael, TP, Gilbert, S., Chu, P., Motley, ST, Appenroth, KJ, Schubert, I., Lam, E. Erstellung einer hochzuverlässigen Referenzgenomkarte der Großen Wasserlinse durch Integration zytogenomischer, optischer Kartierungs- und Oxford-Nanopore-Technologien. (2018) Pflanzenjournal. 96(3):670-684. DOI: 10.1111/tpj.14049

+ Zusammenfassung erweitern

Wasserlinsen sind die am schnellsten wachsenden Angiospermen und haben das Potenzial, eine neue Generation nachhaltiger Nutzpflanzen zu werden. Obwohl es sich um eine Samenpflanze handelt, blühen Spirodela polyrhiza-Klone selten und vermehren sich hauptsächlich durch vegetative Vermehrung. Die Sequenzierung des gesamten Genoms mit unterschiedlichen Ansätzen und Klonen ergab zwei Referenzkarten. Eine für Klon 9509, deren Zusammenbau durch optische Kartierung einzelner DNA-Moleküle unterstützt wurde, und eine für Klon 7498, unterstützt durch die zytogenetische Zuordnung von 96 gefingerten bakteriellen künstlichen Chromosomen (BACs) zu seinen 20 Chromosomen. Allerdings unterscheiden sich diese Karten in der Zusammensetzung mehrerer einzelner Chromosomenmodelle. Wir haben beide Karten weiter validiert, um diese Unterschiede aufzuklären, und untersucht, ob sie auf Chromosomenumlagerungen in verschiedenen Klonen zurückzuführen sein könnten. Zu diesem Zweck haben wir eine sequentielle mehrfarbige Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung (mcFISH) auf sieben S. polyrhiza-Klone angewendet und dabei 106 BACs verwendet, die auf die 39 Pseudomoleküle für Klon 7498 abgebildet wurden. Darüber hinaus haben wir hochtiefe Oxford Nanopore (ON)-Sequenzdaten für integriert Klon 9509, um die zuvor zusammengestellten Chromosomenmodelle zu validieren und zu überarbeiten. Wir fanden keine größeren strukturellen Umlagerungen zwischen diesen sieben Klonen, identifizierten sieben chimäre Pseudomoleküle bzw. Illumina-Assemblierungsfehler in den vorherigen Karten. Mit den ON-Sequenzdaten wurde eine neue S. polyrhiza-Genomkarte mit hoher Kontiguität erstellt, und eine genomweite Syntenieanalyse unterstützte das Auftreten von zwei Ereignissen der Duplikation des gesamten Genoms während seiner Entwicklung. Diese Arbeit erstellte eine hochzuverlässige Genomkarte für S. polyrhiza auf Chromosomenebene und veranschaulicht die Komplementarität unabhängiger Ansätze zur Erstellung vollständiger Genomassemblierungen in Abwesenheit einer genetischen Karte.

Chu, P., Wilson, GM, Michael, TP, Vaiciunas, J., Honig, J., Lam, E. Sequenzgesteuerter Ansatz zur Genotypisierung von Pflanzenklonen und -arten unter Verwendung polymorpher NB-ARC-bezogener Gene. (2018) Pflanzenmolekularbiologie. 98(3):219-231. DOI: 10.1007/s11103-018-0774-1

+ Zusammenfassung erweitern

Unter Nutzung des erhöhten Polymorphismusniveaus in Genen, die für NB-ARC-verwandte Proteine in höheren Pflanzen kodieren, wurde eine bioinformatische Pipeline erstellt, um Regionen in dieser Genfamilie aus sequenzierten Pflanzengenomen zu identifizieren, die Fragmentlängen- oder Einzelnukleotidunterschiede in verschiedenen Akzessionen derselben Art aufweisen . Der Test dieses Ansatzes mit der Wasserpflanze Spirodela polyrhiza zeigte seine überlegene Leistung im Vergleich zu derzeit verfügbaren Genotypisierungstechnologien auf Basis der PCR-Amplifikation. Schnelle und kostengünstige Genotypisierungswerkzeuge, die Arten und intraspezifische Variationen in Pflanzen zuverlässig unterscheiden können, können leistungsstarke Werkzeuge für biogeografische und ökologische Studien sein. Klone der kosmopolitischen Wasserlinsenart Spirodela polyrhiza sind aufgrund ihrer stark verkürzten Architektur und der inhärent geringen Sequenzvariation morphologisch schwer zu unterscheiden. Die Verwendung von plastidischen Markern und generischen Amplifikationsfragmentlängenpolymorphismus-Ansätzen war bei der Auflösung von Klonen von S. polyrhiza aus verschiedenen geografischen Gebieten nur begrenzt erfolgreich. Unter Verwendung der Sequenzierungsdaten des gesamten Genoms von neun S. polyrhiza-Klonen als Trainingssatz haben wir eine Informatikpipeline erstellt, um polymorphe Regionen von kernkodierten NB-ARC-bezogenen Genen zu identifizieren und einzustufen, um Marker für PCR, Sanger-Sequenzierung (Barcoding) zu entwerfen Fragmentlängenanalyse. Mit sieben Primersätzen fanden wir 21 einzigartige Fingerabdrücke aus einem Satz von 23 S. polyrhiza-Klonen. Drei dieser Klone haben jedoch denselben Fingerabdruck und sind anhand dieser Marker nicht zu unterscheiden. Diese Primersätze können auch als interspezifische Barcode-Tools verwendet werden, um S. polyrhiza schnell von den eng verwandten S. intermedia-Arten zu trennen, ohne dass eine DNA-Sequenzierung erforderlich ist. Unsere Arbeit zeigt einen allgemeinen Ansatz, hyperpolymorphe Loci innerhalb von Genomen als Ressource zu nutzen, um einfache Werkzeuge zu erstellen, die eine hohe Auflösungsleistung für Genotypisierungsanwendungen haben können.

Michael, TP, Jupe, F., Bemm, F., Motley, ST, Sandoval, JP, Lanz, C., Loudet, O., Weigel, D., Ecker, JR Hochkontiguität des Genomaufbaus von Arabidopsis thaliana mit einer einzigen Nanoporen-Durchflusszelle. (2018) Nature Communications. 9(1):541. DOI: 10.1038/s41467-018-03016-2

+ Zusammenfassung erweitern

Minich, JJ, Morris, MM, Brown, M., Doane, M., Edwards, MS, Michael, TP, Dinsdale, EA Erhöhte Temperaturen führen zu einer Dysbiose des Seetang-Mikrobioms, während ein erhöhter Kohlendioxidgehalt zu einer Störung des Wasser-Mikrobioms führt. (2018) Plus eins. 13(2):e0192772. DOI: 10.1371/journal.pone.0192772

+ Zusammenfassung erweitern

Der globale Klimawandel umfasst steigende Temperaturen und erhöhte pCO2-Konzentrationen im Ozean mit potenziell schädlichen Auswirkungen auf Meeresorganismen. In dieser Fallstudie führten wir ein vierwöchiges Inkubationsexperiment zum Klimawandel durch und testeten die unabhängigen und kombinierten Auswirkungen einer erhöhten Temperatur und eines erhöhten Partialdrucks von Kohlendioxid (pCO2) auf die Mikrobiome einer Grundart, des Riesentangs Macrocystis pyrifera die umgebende Wassersäule. Das Mikrobiom von Wasser und Seetang reagierte unterschiedlich auf jeden der Klimastressoren. Im Wassermikrobiom verursachte jede Erkrankung eine Zunahme einer bestimmten mikrobiellen Ordnung, während das Kelp-Mikrobiom eine Verringerung der dominanten Kelp-assoziierten Ordnung, Alteromondales, aufwies. Die Mikrobiome der Wassersäule wurden durch erhöhten pCO2 am stärksten gestört, mit einem 7.3-fachen Anstieg bei Rhizobiales. Das Kelp-Mikrobiom wurde am stärksten durch erhöhte Temperatur und erhöhte Temperatur in Kombination mit erhöhtem pCO2 beeinflusst. Das Wachstum von Seetang war negativ mit erhöhter Temperatur verbunden, und das Mikrobiom des Seetangs zeigte einen 5.3-fachen Anstieg von Flavobakterien und einen 2.2-fachen Anstieg von alginatabbauenden Enzymen und sulfatierten Polysacchariden. Im Gegensatz dazu war das Wachstum von Seetang positiv mit der Kombination aus hohen Temperaturen und hohem pCO2 „zukünftigen Bedingungen“ verbunden, mit einem 12.5-fachen Anstieg bei Planctomycetales und einem 4.8-fachen Anstieg bei Rhodobacteriales. Daher fungierten die Wasser- und Seetang-Mikrobiome als unterschiedliche Gemeinschaften, in denen der Seetang das Mikrobiom unter wechselnden pCO2-Bedingungen stabilisierte, bei hohen Temperaturen jedoch die Kontrolle verlor. Unter zukünftigen Bedingungen könnte möglicherweise ein neues Gleichgewicht zwischen Seetang und Mikrobiom erreicht werden, bei dem der Seetang schnell wuchs und die kommensalen Mikroben auf eine erhöhte Schleimproduktion reagierten.

Aranguren-Díaz, YC, Varani, AM, Michael, TP, Miranda, VFO Entwicklung von Mikrosatellitenmarkern für die fleischfressende Pflanze Genlisea aurea (Lentibulariaceae) unter Verwendung von Genomdaten von NGS. (2018) Mol. biol. Rep. 45(1):57-61. DOI: 10.1007/s11033-017-4140-1

+ Zusammenfassung erweitern

Silva, SR, Michael, TP, Meer, EJ, Pinheiro, DG, Varani, AM, Miranda, VFO Eine vergleichende Genomanalyse der Chloroplastengenome von Genlisea (Korkenzieherpflanzen – Lentibulariaceae) zeigt einen zunehmenden Verlust der ndh-Gene. (2018) Plus eins. 13(1):e0190321. DOI: 10.1371/journal.pone.0190321

+ Zusammenfassung erweitern

VanBuren, R., Wai, CM, Ou, S., Pardo, J., Bryant, D., Jiang, N., Mockler, TC, Edger, P., Michael, TP Extreme Haplotypvariation im austrocknungstoleranten Bärlauch Selaginella lepidophylla. (2018) Nature Communications. 9(1):13. DOI: 10.1038/s41467-017-02546-5

+ Zusammenfassung erweitern

VanBuren, R., Wai, CM, Zhang, Q., Song, X., Edger, PP, Bryant, D., Michael, TP, Mockler, TC, Bartels, D. Mechanismen der Samenaustrocknung wurden für die vegetative Austrocknung im Auferstehungsgras Oropetium thomaeum genutzt. (2017) Pflanze, Zelle und Umwelt. 40(10):2292-2306. DOI: 10.1111/pce.13027

+ Zusammenfassung erweitern

Silva, SR, Alvarenga, DO, Aranguren, Y., Penha, HA, Fernandes, CC, Pinheiro, DG, Oliveira, MT, Michael, TP, Miranda, VFO, Varani, AM Das mitochondriale Genom der fleischfressenden Landpflanze Utricularia reniformis (Lentibulariaceae): Struktur, vergleichende Analyse und evolutionäre Meilensteine. (2017) Plus eins. 12(7):e0180484. DOI: 10.1371/journal.pone.0180484

+ Zusammenfassung erweitern

Die fleischfressenden Pflanzen der Familie Lentibulariaceae haben in jüngster Zeit nicht nur wegen ihrer interessanten Lebensweise, sondern auch wegen ihrer dynamischen Kerngenomgröße Aufmerksamkeit erregt. Die Genome von Lentibulariaceae umfassen eine Größenordnung und umfassen Arten mit den kleinsten Genomen in Angiospermen, was sie zu einem leistungsstarken System zur Untersuchung der Mechanismen der Genomexpansion und -kontraktion macht. Über die mitochondrialen DNA-Sequenzen (mtDNA) dieser Familie und die evolutionären Kräfte, die dieses Organellengenom formen, ist jedoch wenig bekannt. Hier berichten wir über die Sequenzierung und Zusammenstellung der vollständigen mtDNA der endemischen terrestrischen brasilianischen Art Utricularia reniformis. Das 857,234 bp große mitochondriale Master-Circle-Genom kodiert 70 transkriptionell aktive Gene (42 proteinkodierende, 25 tRNAs und 3 rRNAs) und deckt bis zu 7 % der mtDNA ab. In intronischen Regionen wurden ein ltrA-ähnliches Protein im Zusammenhang mit Spleißen und Mobilität sowie eine LAGLIDADG-Homing-Endonuklease identifiziert, was auf besondere Mechanismen der Genomerhaltung schließen lässt. Die RNA-seq-Analyse identifizierte Eigenschaften mit mutmaßlich vielfältiger und wichtiger Rolle bei der Genomregulation und -entwicklung: 1) 672 kbp (78 %) der mtDNA werden durch Reads in voller Länge abgedeckt; 2) die meisten der 243 kbp großen intergenen Regionen weisen Transkripte auf; und 3) mindestens 69 neue RNA-Editierungsstellen in den proteinkodierenden Genen. Weitere genomische Merkmale sind hypothetische ORFs (48 %), Chloroplasteninsertionen, einschließlich verkürzter Plastidengene, die aus der Chloroplasten-DNA verloren gegangen sind (5 %), Wiederholungen (5 %), Relikte transponierbarer Elemente, die hauptsächlich mit LTR-Retrotransposons zusammenhängen (5 %). und verkürzte Mitovirus-Sequenzen (0.4 %). Eine phylogenetische Analyse basierend auf 32 verschiedenen mitochondrialen Genomen von Lamiales bestätigt, dass es sich bei Lentibulariaceae um eine monophyletische Gruppe handelt. Zusammenfassend stellt die mtDNA von U. reniformis die achtgrößte bisher beschriebene Pflanzen-mtDNA dar und wirft Licht auf die genomischen Trends und evolutionären Merkmale sowie die phylogenetische Geschichte der Familie Lentibulariaceae.

Michael, TP, Bryant, D., Gutierrez, R., Borisjuk, N., Chu, P., Zhang, H., Xia, J., Zhou, J., Peng, H., El Baidouri, M., Ten Hallers, B., Hastie, AR, Liang, T., Acosta, K., Gilbert, S., McEntee, C., Jackson, SA, Mockler, TC, Zhang, W., Lam, E. Umfassende Definition von Genommerkmalen in Spirodela polyrhiza durch hochtiefe physikalische Kartierung und Short-Read-DNA-Sequenzierungsstrategien. (2017) Pflanzenjournal. 89(3):617-635. DOI: 10.1111/tpj.13400

+ Zusammenfassung erweitern

Spirodela polyrhiza ist eine schnell wachsende aquatische Monokotyle mit stark reduzierter Morphologie, Genomgröße und Anzahl proteinkodierender Gene. Unter Berücksichtigung dieser biologischen Merkmale von Spirodela und seiner basalen Position in der Linie der Monokotyledonen könnte das Verständnis seiner Genomarchitektur Aufschluss über die Pflanzenanpassung und die Genomentwicklung geben. Wie viele Genomentwürfe wurde jedoch auch die 158-MB-Genomsequenz von Spirodela nicht in Chromosomen aufgelöst und wichtige Genommerkmale wurden nicht definiert. Hier haben wir schnelle genomweite physikalische Karten in Kombination mit Short-Read-Sequenzierung mit hoher Abdeckung eingesetzt, um die 20 Chromosomen von Spirodela aufzulösen und seine Genommerkmale empirisch abzugrenzen. Unsere Daten zeigten einen dramatischen Rückgang der Anzahl der rDNA-Wiederholungseinheiten in Spirodela auf weniger als 100, was sogar noch weniger ist als bei Hefe berichtet. In Übereinstimmung mit seiner einzigartigen phylogenetischen Position ergab die Sequenzierung kleiner RNAs 29 Spirodela-spezifische microRNAs, von denen nur zwei mit Elaeis guineensis (Ölpalme) und Musa balbisiana (Banane) gemeinsam waren. Die Kombination von DNA-Methylierungsdaten und kleiner RNA-Sequenzierung ermöglichte die genaue Vorhersage von 20.5 % langen terminalen Wiederholungen (LTRs), die die vorherige Schätzung verdoppelte, und ergab ein hohes Solo:Intact-LTR-Verhältnis von 8.2. Interessanterweise haben wir herausgefunden, dass Spirodela von allen getesteten Pflanzenarten den niedrigsten globalen DNA-Methylierungsgrad (9 %) aufweist. Zusammengenommen zeigen unsere Ergebnisse ein Genom, das einer Verkleinerung unterzogen wurde, wahrscheinlich durch die Eliminierung nicht-essentieller Protein-kodierender Gene, rDNA und LTRs. Zusätzlich zur Beschreibung der Genommerkmale dieser einzigartigen Pflanze werden die beschriebenen Methoden und umfangreichen Genomressourcen aus dieser Arbeit zukünftige evolutionäre und funktionelle Studien dieser basalen Monokotyledonenfamilie ermöglichen.

Silva, SR, Diaz, YC, Penha, HA, Pinheiro, DG, Fernandes, CC, Miranda, VF, Michael, TP, Varani, AM Das Chloroplastengenom von Utricularia reniformis gibt Aufschluss über die Entwicklung des ndh-Genkomplexes terrestrischer fleischfressender Pflanzen aus der Familie der Lentibulariaceae. (2016) Plus eins. 11(10):e0165176. DOI: 10.1371/journal.pone.0165176

+ Zusammenfassung erweitern

Lentibulariaceae ist die reichste Familie fleischfressender Pflanzen und umfasst drei Gattungen, darunter Pinguicula, Genlisea und Utricularia. Utricularia ist weltweit verbreitet und hat im Gegensatz zu Pinguicula und Genlisea sowohl aquatische als auch terrestrische Formen. In dieser Studie präsentieren wir die Analyse des Chloroplastengenoms (cp) der terrestrischen Utricularia reniformis. U. reniformis hat ein Standard-cp-Genom von 139,725 bp, das ein Genrepertoire kodiert, das im Wesentlichen allen photosynthetischen Organismen ähnelt. Es wurde jedoch eine ausschließliche Kombination aus Verlusten und Pseudogenisierung des plastidären NAD(P)H-Dehydrogenase (ndh)-Genkomplexes beobachtet. Vergleiche zwischen aquatischen und terrestrischen Formen von Pinguicula, Genlisea und Utricularia deuten darauf hin, dass die aquatischen Formen funktionelle Kopien der elf ndh-Gene beibehielten, diese jedoch bei terrestrischen Formen verloren gingen oder verkürzt wurden, was darauf hindeutet, dass die ndh-Funktion bei terrestrischen Lentibulariaceae entbehrlich sein könnte . Es werden phylogenetische Szenarien für den Verlust und die Wiederherstellung des ndh-Gens bei Pinguicula, Genlisea und Utricularia bis zur Stammgruppe der Lentibulariaceae vorgeschlagen. Interessanterweise zeigte die RNAseq-Analyse, dass die cp-Gene von U. reniformis transkribiert werden, einschließlich der verkürzten ndh-Gene, was darauf hindeutet, dass diese nicht vollständig inaktiviert sind. Darüber hinaus wurden potenzielle neue RNA-Editierungsstellen in mindestens sechs cp-Genen von U. reniformis identifiziert, während in den verkürzten ndh-Genen keine identifiziert wurden. Darüber hinaus belegen phylogenomische Analysen, dass Lentibulariaceae monophyletisch sind und zur höheren Kerngruppe der Lamiales gehören, was die Hypothese bestätigt, dass die erste Utricularia-Linie in terrestrischen Lebensräumen entstand und sich dann zu epiphytischen und aquatischen Formen entwickelte. Darüber hinaus wurden mehrere verkürzte cp-Gene durchsetzt mit mitochondrialen und nuklearen Genomgerüsten von U. reniformis gefunden, was darauf hindeutet, dass der endosymbiotische Gentransfer, wie in anderen kleineren Pflanzengenomen wie Arabidopsis thaliana und den verwandten und fleischfressenden Genlisea nigrocaulis und G. hispidula, beobachtet wurde könnte auch das Genom von U. reniformis auf ähnliche Weise prägen. Insgesamt liefert die vergleichende Analyse des cp-Genoms von U. reniformis neue Einblicke in die ndh-Gene und die cp-Genomentwicklung fleischfressender Pflanzen aus der Familie der Lentibulariaceae.

Kennedy, AJ, Rahn, EJ, Paulukaitis, BS, Savell, KE, Kordasiewicz, HB, Wang, J., Lewis, JW, Posey, J., Strange, SK, Guzman-Karlsson, MC, Phillips, SE, Decker, K., Motley, ST, Swayze, EE, Ecker, DJ, Michael, TP, Day, JJ, Sweatt, JD Tcf4 reguliert die synaptische Plastizität, die DNA-Methylierung und die Gedächtnisfunktion. (2016) Zellenberichte 16(10):2666-2685. DOI: 10.1016/j.celrep.2016.08.004

+ Zusammenfassung erweitern

VanBuren, R., Bryant, D., Bushakra, JM, Vining, KJ, Edger, PP, Rowley, ER, Priest, HD, Michael, TP, Lyons, E., Filichkin, SA, Dossett, M., Finn, CE, Bassil, NV, Mockler, TC Das Genom der schwarzen Himbeere (Rubus occidentalis). (2016) Pflanzenjournal. 87(6):535-47. DOI: 10.1111/tpj.13215

+ Zusammenfassung erweitern

VanBuren, R., Bryant, D., Edger, PP, Tang, H., Burgess, D., Challabathula, D., Spittle, K., Hall, R., Gu, J., Lyons, E., Freeling , M., Bartels, D., Ten Hallers, B., Hastie, A., Michael, TP, Mockler, TC Einzelmolekülsequenzierung des austrocknungstoleranten Grases Oropetium thomaeum. (2015) Natur. 527(7579):508-11. DOI: 10.1038/nature15714

+ Zusammenfassung erweitern

Michael, TP, VanBuren, R. Fortschritte, Herausforderungen und die Zukunft der Pflanzengenome. (2015) Aktuelle Meinung in der Pflanzenbiologie. 24:71-81. DOI: 10.1016/j.pbi.2015.02.002

+ Zusammenfassung erweitern

Fleischmann, A., Michael, TP, Rivadavia, F., Sousa, A., Wang, W., Temsch, EM, Greilhuber, J., Müller, KF, Heubl, G. Entwicklung der Genomgröße und Chromosomenzahl in der fleischfressenden Pflanzengattung Genlisea (Lentibulariaceae), mit einer neuen Schätzung der minimalen Genomgröße in Angiospermen. (2014) Ann. bot. 114(8):1651-63. DOI: 10.1093/aob/mcu189

+ Zusammenfassung erweitern

Michael, TP Variation der Pflanzengenomgröße: Aufblähung und Reinigung der DNA. (2014) Briefings in funktioneller Genomik. 13(4):308-17. DOI: 10.1093/bfgp/elu005

+ Zusammenfassung erweitern

Die Variation der Pflanzengenomgröße ist ein dynamischer Prozess der Aufblähung und Reinigung der DNA. Während angenommen wurde, dass Pflanzen durch kontinuierliche DNA-Aufblähung auf dem Weg zur Fettleibigkeit sind, belegen neuere Forschungsergebnisse, dass die meisten Pflanzen ihre DNA reinigen. Die Erforschung der Pflanzengenomgröße hat stark von der Katalogisierung von Genomgrößenschätzungen in der Kew Plant DNA C-values Database und der kürzlichen Verfügbarkeit von über 50 vollständig sequenzierten und veröffentlichten Pflanzengenomen profitiert. Der sich abzeichnende Trend geht dahin, dass sich Pflanzengenome aufgrund der Copy-and-Paste-Proliferation einiger langer terminaler Wiederholungs-Retrotransposons (LTRs) aufblähen und diese proliferierenden LTRs durch verschiedene Mechanismen aggressiv entfernen, darunter illegitime und unvollständige Rekombination und Reparatur von Doppelstrangbrüchen durch nicht -homologe Endverbindung. Ultrakleine Genome wie Utricularia gibba (Blasenkraut), das 82 Megabasen (Mb) groß ist, reinigen jedoch überschüssige DNA durch Genomfraktionierung und Neofunktionalisierung während mehrerer Runden der gesamten Genomduplikation (WGD). Im Gegensatz dazu weist das größte veröffentlichte Genom, Picea abies (Fichte) mit 19 MB, kein nachweisbares WGD auf, ist jedoch mit verschiedenen und divergierenden LTRs aufgebläht, die entweder den Reinigungsmechanismen entgangen sind oder diese Reinigungsmechanismen in Gymnospermen fehlen. Schließlich deuten Fortschritte in DNA-Methylierungsstudien darauf hin, dass kleinere Genome über ein aggressiveres epigenomisches Überwachungssystem zur Beseitigung junger LTR-Retrotransposons verfügen, das in größeren Genomen wie den aufgeblähten Gymnospermen weniger aktiv ist oder fehlt. Während die Genomgröße möglicherweise nicht die Komplexität des Genoms widerspiegelt, mehren sich die Hinweise darauf, dass die Genomgröße möglicherweise den Evolutionsstatus widerspiegelt.

Priester, HD, Fox, SE, Rowley, ER, Murray, JR, Michael, TP, Mockler, TC Die Analyse der globalen Genexpression in Brachypodium distachyon zeigt eine umfassende Netzwerkplastizität als Reaktion auf abiotischen Stress. (2014) Plus eins. 9(1):e87499. DOI: 10.1371/journal.pone.0087499

+ Zusammenfassung erweitern

Ibarra-Laclette, E., Lyons, E., Hernández-Guzmán, G., Pérez-Torres, CA, Carretero-Paulet, L., Chang, TH, Lan, T., Welch, AJ, Juárez, MJ, Simpson , J., Fernández-Cortés, A., Arteaga-Vázquez, M., Góngora-Castillo, E., Acevedo-Hernández, G., Schuster, SC, Himmelbauer, H., Minoche, AE, Xu, S., Lynch, M., Oropeza-Aburto, A., Cervantes-Pérez, SA, de Jesús Ortega-Estrada, M., Cervantes-Luevano, JI, Michael, TP, Mockler, T., Bryant, D., Herrera-Estrella, A., Albert, VA, Herrera-Estrella, L. Architektur und Evolution eines winzigen Pflanzengenoms. (2013) Natur. 498(7452):94-8. DOI: 10.1038/nature12132

+ Zusammenfassung erweitern

Ming, R., VanBuren, R., Liu, Y., Yang, M., Han, Y., Li, LT, Zhang, Q., Kim, MJ, Schatz, MC, Campbell, M., Li, J ., Bowers, JE, Tang, H., Lyons, E., Ferguson, AA, Narzisi, G., Nelson, DR, Blaby-Haas, CE, Gschwend, AR, Jiao, Y., Der, JP, Zeng, F., Han, J., Min, XJ, Hudson, KA, Singh, R., Grennan, AK, Karpowicz, SJ, Watling, JR, Ito, K., Robinson, SA, Hudson, ME, Yu, Q. , Mockler, TC, Carroll, A., Zheng, Y., Sunkar, R., Jia, R., Chen, N., Arro, J., Wai, CM, Wafula, E., Spence, A., Han , Y., Xu, L., Zhang, J., Peery, R., Haus, MJ, Xiong, W., Walsh, JA, Wu, J., Wang, ML, Zhu, YJ, Paull, RE, Britt , AB, Du, C., Downie, SR, Schuler, MA, Michael, TP, Long, SP, Ort, DR, Schopf, JW, Gang, DR, Jiang, N., Yandell, M., dePamphilis, CW, Merchant, SS, Paterson, AH, Buchanan, BB, Li, S., Shen- Miller, J. Genom des langlebigen Heiligen Lotus (Nelumbo nucifera Gaertn.). (2013) Genombiologie 14(5):R41. DOI: 10.1186/gb-2013-14-5-r41

+ Zusammenfassung erweitern

Luo, C., Sidote, DJ, Zhang, Y., Kerstetter, RA, Michael, TP, Lahm. Die integrative Analyse der Chromatinzustände in Arabidopsis identifizierte potenzielle Regulierungsmechanismen für die natürliche Produktion von Antisense-Transkripten. (2013) Pflanzenjournal. 73(1):77-90. DOI: 10.1111/tpj.12017

+ Zusammenfassung erweitern

Genomweite Analysen epigenomischer und transkriptomischer Profile bieten umfangreiche Ressourcen zur Entdeckung epigenetischer Regulationsmechanismen. Allerdings kann die Konstruktion funktional relevanter Hypothesen aus korrelativen Mustern und die gründliche Prüfung dieser Hypothesen eine Herausforderung darstellen. Wir kombinierten die bioinformatische Hypothesenbildung mit Mutantenanalysen, um potenzielle epigenetische Mechanismen anhand der Modellpflanze Arabidopsis thaliana zu identifizieren. Genomweite Karten von neun durch ChIP-seq erzeugten Histonmodifikationen wurden zusammen mit einem strangspezifischen RNA-seq-Datensatz verwendet, um das Epigenom und Transkriptom von Arabidopsis zu profilieren. Kombinatorische Chromatinmuster wurden anhand von 42 Hauptchromatinzuständen beschrieben, wobei ausgewählte Zustände mithilfe des Re-ChIP-Assays validiert wurden. Die funktionelle Relevanz von Chromatinmodifikationen wurde mit der Methode ANchored CORrelative Pattern (ANCORP) und einer neu entwickelten Methode der State-Specific Effects Analysis (SSEA) analysiert, die einzelne Chromatinmarkierungen im Kontext kombinatorischer Chromatinzustände abfragt. Basierend auf den Ergebnissen dieser Ansätze schlagen wir die Hypothese vor, dass die Cytosinmethylierung (5mC) und die Histonmethylierung H3K36me die Produktion natürlicher Antisense-Transkripte (NATs) im Zusammenhang mit aktiv exprimierten Genen synergistisch unterdrücken können. Mutantenanalysen unterstützten dieses vorgeschlagene Modell an einem erheblichen Teil der getesteten Loci. Wir haben außerdem den Polymerase-assoziierten Faktor als potenziellen Repressor für die NAT-Häufigkeit identifiziert. Obwohl festgestellt wurde, dass die Mehrzahl der getesteten NATs im Zellkern lokalisiert sind, fanden wir auch Hinweise auf zytoplasmatisch verteilte NATs. Die Bedeutung der subzellulären Lokalisierung von NATs und ihrer biologischen Funktionen muss noch definiert werden.

Michael, TP, Alba, R. Das Tomatengenom konkretisiert. (2012) Naturbiotechnologie. 30(8):765-7. DOI: 10.1038/nbt.2319

Filichkin, SA, Breton, G., Priester, HD, Dharmawardhana, P., Jaiswal, P., Fox, SE, Michael, TP, Chory, J., Kay, SA, Mockler, TC Die globale Profilierung von Reis- und Pappel-Transkriptomen zeigt wichtige konservierte circadian kontrollierte Signalwege und cis-regulatorische Module auf. (2011) Plus eins. 6(6):e16907. DOI: 10.1371/journal.pone.0016907

+ Zusammenfassung erweitern

Lutz, KA, Wang, W., Zdepski, A., Michael, TP Isolierung und Analyse hochwertiger Kern-DNA mit reduzierter Organellen-DNA für die Sequenzierung und Resequenzierung des Pflanzengenoms. (2011) BMC Biotechnologie. 11:54. DOI: 10.1186/1472-6750-11-54

+ Zusammenfassung erweitern

Banks, JA, Nishiyama, T., Hasebe, M., Bowman, JL, Gribskov, M., dePamphilis, C., Albert, VA, Aono, N., Aoyama, T., Ambrose, BA, Ashton, NW, Axtell, MJ, Barker, E., Barker, MS, Bennetzen, JL, Bonawitz, ND, Chapple, C., Cheng, C., Correa, LG, Dacre, M., DeBarry, J., Dreyer, I., Elias, M., Engstrom, EM, Estelle, M., Feng, L., Finet, C., Floyd, SK, Frommer, WB, Fujita, T., Gramzow, L., Gutensohn, M., Harholt, J ., Hattori, M., Heyl, A., Hirai, T., Hiwatashi, Y., Ishikawa, M., Iwata, M., Karol, KG, Koehler, B., Kolukisaoglu, U., Kubo, M. , Kurata, T., Lalonde, S., Li, K., Li, Y., Litt, A., Lyons, E., Manning, G., Maruyama, T., Michael, TP, Mikami, K., Miyazaki, S., Morinaga, S., Murata, T., Mueller-Roeber, B., Nelson, DR, Obara, M., Oguri, Y., Olmstead, RG, Onodera, N. , Petersen, BL, Pils, B., Prigge, M., Rensing, SA, Riaño-Pachón, DM, Roberts, AW, Sato, Y., Scheller, HV, Schulz, B., Schulz, C., Shakirov, EV, Shibagaki, N., Shinohara, N., Shippen, DE, Sørensen, I., Sotooka, R., Sugimoto, N., Sugita, M., Sumikawa, N., Tanurdzic, M., Theissen, G. , Ulvskov, P., Wakazuki, S., Weng, JK, Willats, WW, Wipf, D., Wolf, PG, Yang, L., Zimmer, AD, Zhu, Q., Mitros, T., Hellsten, U ., Loqué, D., Otillar, R., Salamov, A., Schmutz, J., Shapiro, H., Lindquist, E., Lucas, S., Rokhsar, D., Grigoriev, IV Das Selaginella-Genom identifiziert genetische Veränderungen, die mit der Evolution von Gefäßpflanzen verbunden sind. (2011) Science. 332(6032):960-3. DOI: 10.1126/science.1203810

+ Zusammenfassung erweitern

Shulaev, V., Sargent, DJ, Crowhurst, RN, Mockler, TC, Folkerts, O., Delcher, AL, Jaiswal, P., Mockaitis, K., Liston, A., Mane, SP, Burns, P., Davis, TM, Slovin, JP, Bassil, N., Hellens, RP, Evans, C., Harkins, T., Kodira, C., Desany, B., Crasta, OR, Jensen, RV, Allan, AC, Michael, TP, Setubal, JC, Celton, JM, Rees, DJ, Williams, KP, Holt, SH, Ruiz Rojas, JJ, Chatterjee, M., Liu, B., Silva, H., Meisel, L., Adato, A. , Filichkin, SA, Troggio, M., Viola, R., Ashman, TL, Wang, H., Dharmawardhana, P., Elser, J., Raja, R., Priest, HD, Bryant, DW, Fox, SE , Givan, SA, Wilhelm, LJ, Naithani, S., Christoffels, A., Salama, DY, Carter, J., Lopez Girona, E., Zdepski, A., Wang, W., Kerstetter, RA, Schwab, W., Korban, SS, Davik, J., Monfort, A., Denoyes-Rothan, B., Arus, P., Mittler, R., Flinn, B., Aharoni, A., Bennetzen, JL, Salzberg, SL, Dickerman, AW, Velasco, R., Borodovsky, M., Veilleux, RE, Folta, KM Das Genom der Walderdbeere (Fragaria vesca). (2011) Naturgenetik. 43(2):109-16. DOI: 10.1038/ng.740

+ Zusammenfassung erweitern

Hong, S., Song, HR, Lutz, K., Kerstetter, RA, Michael, TP, McClung, CR Für die Bestimmung der zirkadianen Periode in Arabidopsis thaliana ist das Typ-II-Protein Arginin-Methyltransferase 5 (PRMT5) erforderlich. (2010) Proceedings der Nationalen Akademie der Wissenschaften der Vereinigten Staaten von Amerika. 107(49):21211-6. DOI: 10.1073/pnas.1011987107

+ Zusammenfassung erweitern

Atwell, S., Huang, YS, Vilhjálmsson, BJ, Willems, G., Horton, M., Li, Y., Meng, D., Platt, A., Tarone, AM, Hu, TT, Jiang, R. , Muliyati, NW, Zhang, X., Amer, MA, Baxter, I., Brachi, B., Chory, J., Dean, C., Debieu, M., de Meaux, J., Ecker, JR, Faure , N., Kniskern, JM, Jones, JD, Michael, T., Nemri, A., Roux, F., Salt, DE, Tang, C., Todesco, M., Traw, MB, Weigel, D., Majoran, P., Borevitz, JO, Bergelson, J., Nordborg, M. Genomweite Assoziationsstudie von 107 Phänotypen in Inzuchtlinien von Arabidopsis thaliana. (2010) Natur. 465(7298):627-31. DOI: 10.1038/nature08800

+ Zusammenfassung erweitern

Albert, VA, Jobson, RW, Michael, TP, Taylor, DJ Das fleischfressende Blasenkraut (Utricularia, Lentibulariaceae): Ein System bläht sich auf. (2010) J. Exp. bot. 61(1):5-9. DOI: 10.1093/jxb/erp349

+ Zusammenfassung erweitern

Dayarian, A., Michael, TP, Sengupta, AM SOPRA: Gerüstalgorithmus für gepaarte Lesevorgänge mittels statistischer Optimierung. (2010) BMC Bioinformatik. 11:345. DOI: 10.1186/1471-2105-11-345

+ Zusammenfassung erweitern

Sasson, A., Michael, TP Filterfehler aus der SOLiD-Ausgabe. (2010) Bioinformatik . 26(6):849-50. DOI: 10.1093/bioinformatics/btq045

+ Zusammenfassung erweitern

Garvin, DF, McKenzie, N., Vogel, JP, Mockler, TC, Blankenheim, ZJ, Wright, J., Cheema, JJ, Dicks, J., Huo, N., Hayden, DM, Gu, Y., Tobias , C., Chang, JH, Chu, A., Trick, M., Michael, TP, Bevan, MW, Snape, JW Eine SSR-basierte genetische Verknüpfungskarte des Modellgrases Brachypodium distachyon. (2010) Genom. 53(1):1-13. DOI: 10.1139/g09-079

+ Zusammenfassung erweitern

Schwartz, C., Balasubramanian, S., Warthmann, N., Michael, TP, Lempe, J., Sureshkumar, S., Kobayashi, Y., Maloof, JN, Borevitz, JO, Chory, J., Weigel, D. Cis-regulatorische Veränderungen am FLOWERING LOCUS T vermitteln natürliche Variationen in den Blühreaktionen von Arabidopsis thaliana. (2009) Genetik. 183(2):723-32, 1SI-7SI. DOI: 10.1534/genetics.109.104984

+ Zusammenfassung erweitern

Pan, Y., Michael, TP, Hudson, ME, Kay, SA, Chory, J., Schuler, MA Cytochrom P450-Monooxygenasen als Reporter für zirkadian regulierte Signalwege. (2009) Pflanzenphysiologie. 150(2):858-78. DOI: 10.1104/pp.108.130757

+ Zusammenfassung erweitern

Zdepski, A., Wang, W., Priester, HD, Ali, F., Alam, M., Mockler, TC, Michael, TP Konservierte tägliche Transkriptionsprogramme in Carica papaya. (2008) Tropische Pflanzenbiologie. 1(3-4):236-245. DOI: 10.1007/s12042-008-9020-3

+ Zusammenfassung erweitern

Loudet, O., Michael, TP, Burger, BT, Le Metté, C., Mockler, TC, Weigel, D., Chory, J. Ein Zinkknöchelprotein, das das morgendliche Wachstum von Arabidopsis thaliana negativ steuert. (2008) Proceedings der Nationalen Akademie der Wissenschaften der Vereinigten Staaten von Amerika. 105(44):17193-8. DOI: 10.1073/pnas.0807264105

+ Zusammenfassung erweitern

Michael, TP, Breton, G., Hazen, SP, Priest, H., Mockler, TC, Kay, SA, Chory, J. Ein morgendliches Phytohormon-Genexpressionsprogramm, das dem rhythmischen Pflanzenwachstum zugrunde liegt. (2008) PLOS Biologie. 6(9):e225. DOI: 10.1371/journal.pbio.0060225

+ Zusammenfassung erweitern

Die meisten Organismen nutzen tägliche Hell-Dunkel-Zyklen als zeitliche Hinweise zur Steuerung vieler wesentlicher physiologischer Prozesse. Bei Pflanzen sind die Wachstumsraten des embryonalen Stamms (Hypokotyl) zu verschiedenen Tageszeiten maximal, abhängig von der äußeren Photoperiode und der inneren zirkadianen Uhr. Allerdings sind die Wechselwirkungen zwischen Lichtsignalen, der zirkadianen Uhr und wachstumsfördernden Hormonwegen bei der Wachstumskontrolle noch wenig verstanden. Auf molekularer Ebene könnten solche Wachstumsrhythmen auf mehrere unterschiedliche Ebenen zeitspezifischer Kontrolle zurückzuführen sein, beispielsweise auf die Phasenlage der Transkription, die Signalübertragung oder die Proteinhäufigkeit. Um die Transkriptionskomponente zu bestimmen, die mit der rhythmischen Wachstumskontrolle verbunden ist, haben wir eine zeitliche Analyse des Transkriptoms des Arabidopsis thaliana-Keimlings unter verschiedenen Wachstumsbedingungen und mutierten Hintergründen mithilfe von DNA-Mikroarrays durchgeführt. Wir zeigen, dass eine Gruppe von Pflanzenhormon-assoziierten Genen zu der Tageszeit koexprimiert wird, zu der die Hypokotyl-Wachstumsrate maximal ist. Diese Expression korreliert mit einer Überrepräsentation eines cis-wirkenden Elements (CACATG) in Phytohormon-Genpromotoren, die ausreicht, um die vorhergesagten täglichen und zirkadianen Expressionsmuster in vivo zu vermitteln. Mithilfe von Mutanten der zirkadianen Uhr und der Lichtsignalisierung zeigen wir, dass sowohl eine interne Koinzidenz der Phytohormon-Signalisierungskapazität als auch eine externe Koinzidenz mit der Dunkelheit erforderlich sind, um das Wildtyp-Wachstum zu koordinieren. Basierend auf diesen Daten argumentieren wir, dass die zirkadiane Uhr das Wachstum indirekt steuert, indem sie die lichtvermittelten Phytohormon-Transkriptspiegel freizügig auf die richtige Tageszeit einstellt. Diese zeitliche Integration von Hormonwegen ermöglicht es Pflanzen, die Phytohormonreaktionen für eine saisonale und schattengerechte Wachstumsregulierung genau abzustimmen.

Ming, R., Hou, S., Feng, Y., Yu, Q., Dionne-Laporte, A., Saw, JH, Senin, P., Wang, W., Ly, BV, Lewis, KL, Salzberg , SL, Feng, L., Jones, MR, Skelton, RL, Murray, JE, Chen, C., Qian, W., Shen, J., Du, P., Eustice, M., Tong, E., Tang, H., Lyons, E., Paull, RE, Michael, TP, Wall, K., Rice, DW, Albert, H., Wang, ML, Zhu, YJ, Schatz, M., Nagarajan, N., Acob, RA, Guan, P., Blas, A., Wai, CM , Ackerman, CM, Ren, Y., Liu, C., Wang, J., Wang, J., Na, JK, Shakirov, EV, Haas, B., Thimmapuram, J., Nelson, D., Wang, X., Bowers, JE, Gschwend, AR, Delcher, AL, Singh, R., Suzuki, JY, Tripathi, S., Neupane, K., Wei, H., Irikura, B., Paidi, M., Jiang , N., Zhang, W., Presting, G., Windsor, A., Navajas-Pérez, R., Torres, MJ, Feltus, FA, Porter, B., Li, Y., Burroughs, AM, Luo, MC, Liu, L., Christopher, DA, Mount, SM, Moore, PH, Sugimura, T., Jiang, J., Schuler, MA, Friedman, V., Mitchell-Olds, T., Shippen, DE, dePamphilis , CW, Palmer, JD, Freeling, M., Paterson, AH, Gonsalves, D., Wang, L., Alam, M. Der Entwurf des Genoms des transgenen tropischen Obstbaums Papaya (Carica papaya Linnaeus). (2008) Natur. 452(7190):991-6. DOI: 10.1038/nature06856

+ Zusammenfassung erweitern

Michael, TP, Mockler, TC, Breton, G., McEntee, C., Byer, A., Trout, JD, Hazen, SP, Shen, R., Priest, HD, Sullivan, CM, Givan, SA, Yanovsky, M., Hong, F., Kay, SA, Chory, J. Die Netzwerkerkennungspipeline erläutert konservierte tageszeitspezifische cis-Regulierungsmodule. (2008) PLOS Genetik. 4(2):e14. DOI: 10.1371/journal.pgen.0040014

+ Zusammenfassung erweitern

Michael, TP, Park, S., Kim, TS, Booth, J., Byer, A., Sun, Q., Chory, J., Lee, K. Einfache Sequenzwiederholungen bieten ein Substrat für phänotypische Variationen in der zirkadianen Uhr von Neurospora crassa. (2007) Plus eins. 2(8):e795. DOI: 10.1371/journal.pone.0000795

+ Zusammenfassung erweitern

Borevitz, JO, Hazen, SP, Michael, TP, Morris, GP, Baxter, IR, Hu, TT, Chen, H., Werner, JD, Nordborg, M., Salt, DE, Kay, SA, Chory, J., Weigel, D., Jones, JD, Ecker , JR Genomweite Muster des Einzelmerkmals-Polymorphismus in Arabidopsis thaliana. (2007) Proceedings der Nationalen Akademie der Wissenschaften der Vereinigten Staaten von Amerika. 104(29):12057-62. DOI: 10.1073/pnas.0705323104

+ Zusammenfassung erweitern

Mockler, TC, Michael, TP, Priest, HD, Shen, R., Sullivan, CM, Givan, SA, McEntee, C., Kay, SA, Chory, J. Das DIURNAL-Projekt: DIURNAL- und zirkadiane Expressionsprofilierung, modellbasierter Mustervergleich und Promotoranalyse. (2007) Cold Spring Harbor Symposien zur quantitativen Biologie. 72:353-63. DOI: 10.1101/sqb.2007.72.006

+ Zusammenfassung erweitern

Balasubramanian, S., Sureshkumar, S., Agrawal, M., Michael, TP, Wessinger, C., Maloof, JN, Clark, R., Warthmann, N., Chory, J., Weigel, D. Das Photorezeptor-Gen PHYTOCHROME C vermittelt die natürliche Variation der Blüte- und Wachstumsreaktionen von Arabidopsis thaliana. (2006) Naturgenetik. 38(6):711-5. DOI: 10.1038/ng1818

+ Zusammenfassung erweitern

Mockler, TC, Yu, X., Shalitin, D., Parikh, D., Michael, TP, Liou, J., Huang, J., Smith, Z., Alonso, JM, Ecker, JR, Chory, J., Lin, C. Regulierung der Blütezeit bei Arabidopsis durch Proteine der K-Homologiedomäne. (2004) Proceedings der Nationalen Akademie der Wissenschaften der Vereinigten Staaten von Amerika. 101(34):12759-64. DOI: 10.1073/pnas.0404552101

+ Zusammenfassung erweitern

Michael, TP, Salomé, PA, Yu, HJ, Spencer, TR, Sharp, EL, McPeek, MA, Alonso, JM, Ecker, JR, McClung, CR Verbesserte Fitness durch natürlich vorkommende Variation der zirkadianen Uhr. (2003) Science. 302(5647):1049-53. DOI: 10.1126/science.1082971

+ Zusammenfassung erweitern

Michael, TP, McClung, CR Das Einfangen von Verstärkern zeigt eine weit verbreitete Transkriptionskontrolle der zirkadianen Uhr bei Arabidopsis. (2003) Pflanzenphysiologie. 132(2):629-39. DOI: 10.1104/pp.021006

+ Zusammenfassung erweitern

Michael, TP, Salome, PA, McClung, CR Zwei zirkadiane Oszillatoren von Arabidopsis können durch unterschiedliche Temperaturempfindlichkeit unterschieden werden. (2003) Proceedings der Nationalen Akademie der Wissenschaften der Vereinigten Staaten von Amerika. 100(11):6878-83. DOI: 10.1073/pnas.1131995100

+ Zusammenfassung erweitern

Michael, TP, McClung, CR Phasenspezifische Elemente zur Regulierung der zirkadianen Uhr bei Arabidopsis. (2002) Pflanzenphysiologie. 130(2):627-38. DOI: 10.1104/pp.004929

+ Zusammenfassung erweitern

Salomé, PA, Michael, TP, Kearns, EV, Fett-Neto, AG, Sharrock, RA, McClung, CR Die Out-of-Phase-1-Mutante definiert eine Rolle von PHYB bei der Kontrolle der zirkadianen Phase bei Arabidopsis. (2002) Pflanzenphysiologie. 129(4):1674-85. DOI: 10.1104/pp.003418

+ Zusammenfassung erweitern

McClung, CR, Salomé, PA, Michael, TP Das zirkadiane System von Arabidopsis. (2002) Arabidopsis-Buch. 1:e0044. DOI: 10.1199/tab.0044

+ Zusammenfassung erweitern

Todd Michael, PhD

Salk Institute for Biological Studies – Veröffentlichungen

alle Veröffentlichungen

Unterstützen Sie Salk Research

Fachwissen

Auszeichnungen & Ehrungen

Profil

Website

Kontakt