Characterization and expression analysis of WRKY genes during leaf and corolla senescence of Petunia hybrida plants

Several families of transcription factors (TFs) control the progression of senescence. Many key TFs belonging to the WRKY family have been described to play crucial roles in the regulation of leaf senescence, mainly in Arabidopsis thaliana. However, little is known about senescence-associated WRKY members in floricultural species. Delay of senescence in leaves and petals of Petunia hybrida, a worldwide ornamental crop are highly appreciated traits. In this work, starting from 28 differentially expressed WRKY genes of A. thaliana during the progression of leaf senescence, we identified the orthologous in P. hybrida and explored the expression profiles of 20 PhWRKY genes during the progression of natural (age-related) leaf and corolla senescence as well as in the corollas of flowers undergoing pollination-induced senescence. Simultaneous visualization showed consistent and similar expression profiles of PhWRKYs during natural leaf and corolla senescence, although weak expression changes were observed during pollination-induced senescence. Comparable expression trends between PhWRKYs and the corresponding genes of A. thaliana were observed during leaf senescence, although more divergence was found in petals of pollinated petunia flowers. Integration of expression data with phylogenetics, conserved motif and cis-regulatory element analyses were used to establish a list of candidates that could regulate more than one senescence process. Our results suggest that several members of the WRKY family of TFs are tightly linked to the regulation of senescence in P. hybrida.Fil: Astigueta, Francisco Horacio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; ArgentinaFil: Baigorria, Amilcar H.. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; ArgentinaFil: Garcia, Martín Nahuel. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Delfosse, Verónica Cecilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; ArgentinaFil: González, Sergio A.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Pérez de la Torre, Mariana C.. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación de Recursos Naturales. Instituto de Floricultura; ArgentinaFil: Moschen, Sebastián Nicolás. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro Regional Tucuman-Santiago del Estero. Estación Experimental Agropecuaria Famaillá; ArgentinaFil: Lia, Verónica Viviana. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Heinz, Ruth Amelia. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Fernández, Paula. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Trupkin, Santiago Ariel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación de Recursos Naturales. Instituto de Floricultura; Argentin

Identification of WRKY transcription factors associated with leaf and corolla senescence in Petunia hybrida

Several families of transcription factors (TFs) control the progression of senescence. Many key TFs belonging to the WRKY family have been described to play crucial roles in the regulation of leaf senescence, mainly in Arabidopsis. However, little is known about senescence-associated WRKY members in floricultural species. Delay of senescence in leaves and petals of Petunia hybrida, a worldwide ornamental crop are highly appreciated traits. In this work, starting from 28 differentially expressed WRKY genes of Arabidopsis during the progression of leaf senescence, we identified the orthologous in P. hybrida and explored the expression profiles of 20 PhWRKY genes during the progression of natural (age-related) leaf and corolla senescence as well as in the corollas of flowers undergoing pollination-induced senescence. Simultaneous visualization showed consistent and similar expression profiles of PhWRKYs during natural leaf and corolla senescence, although weak expression changes were observed during pollination-induced senescence. Comparable expression trends between PhWRKYs and the corresponding genes of Arabidopsis were observed during leaf senescence, although more divergences were found in petals of pollinated petunia flowers. Integration of expression data with phylogenetics, conserved motif and cis-regulatory element analyses were used to establish a list of solid candidates that could regulate more than one senescence process. Our results suggest that several members of the WRKY family of TFs are tightly linked to the regulation of senescence in P. hybrida.Fil: Astigueta, Francisco Horacio. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Baigorria, Amilcar H.. Universidad Nacional de San Martín; ArgentinaFil: Garcia, Martín Nahuel. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación En Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Delfosse, Verónica Cecilia. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación En Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: González, Sergio Alejandro. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación En Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Perez de la Torre, Mariana Cecilia. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria; ArgentinaFil: Moschen, Sebastián Nicolás. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación En Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Lia, Verónica Viviana. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación En Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Heinz, Ruth Amelia. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación En Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Fernandez, Paula del Carmen. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación En Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Trupkin, Santiago Ariel. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación En Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentin

Identification and expression analysis of NAC transcription factors potentially involved in leaf and petal senescence in Petunia hybrida

Progression of leaf senescence depends on several families of transcription factors. In Arabidopsis, the NAC family plays crucial roles in the modulation of leaf senescence; however, the mechanisms involved in this NAC-mediated regulation have not been extensively explored in agronomic species. Petunia hybrida is an ornamental plant that is commonly found worldwide. Decreasing the rate of leaf and petal senescence in P. hybrida is essential for maintaining plant quality. In this study, we examined the NAC-mediated networks involved in regulating senescence in this species. From 41 NAC genes, the expression of which changed in Arabidopsis during leaf senescence, we identified 29 putative orthologs in P. hybrida. Analysis using quantitative real-time-PCR indicated that 24 genes in P. hybrida changed their transcript levels during natural leaf senescence. Leaf-expressed genes were subsequently assessed in petals undergoing natural and pollination-induced senescence. Expression data and phylogenetic analysis were used to generate a list of 10–15 candidate genes; 7 of these were considered key regulatory candidates in senescence because of their consistent upregulation in the three senescence processes examined. Altogether, we identified common and distinct patterns of gene expression at different stages of leaf and petal development and during progression of senescence. The results obtained in this study will contribute to the understanding of NAC-mediated regulatory networks in petunia.Instituto de FloriculturaFil: Trupkin, Santiago Ariel. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Floricultura; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Astigueta, Francisco H. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; ArgentinaFil: Baigorria, Amilcar Hernan. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; ArgentinaFil: Garcia, Martin Nahuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; ArgentinaFil: Delfosse, Verónica C. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; ArgentinaFil: González, Sergio A. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Perez De La Torre, Mariana. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Floricultura; ArgentinaFil: Moschen, Sebastian Nicolas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Lia, Veronica Viviana. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Fernandez, Paula Del Carmen. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; ArgentinaFil: Heinz, Ruth Amelia. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentin