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The Maize (Zea mays L.) AUXIN/INDOLE-3-ACETIC ACID Gene Family: Phylogeny Synteny and Unique Root-Type and Tissue-Specific Expression Patterns during Development

机译：玉米（Zea mays L.）AUXIN / INDOLE-3-ACETIC ACID基因家族：发育过程中的系统发育同构关系以及独特的根型和组织特异性表达模式

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摘要

The plant hormone auxin plays a key role in the coordination of many aspects of growth and development. AUXIN/INDOLE-3-ACETIC ACID (Aux/IAA) genes encode instable primary auxin responsive regulators of plant development that display a protein structure with four characteristic domains. In the present study, a comprehensive analysis of the 34 members of the maize Aux/IAA gene family was performed. Phylogenetic reconstructions revealed two classes of Aux/IAA proteins that can be distinguished by alterations in their domain III. Seven pairs of paralogous maize Aux/IAA proteins were discovered. Comprehensive root-type and tissue-specific expression profiling revealed unique expression patterns of the diverse members of the gene family. Remarkably, five of seven pairs of paralogous genes displayed highly correlated expression patterns in roots. All but one (ZmIAA23) tested maize Aux/IAA genes were auxin inducible, displaying two types of auxin induction within three hours of treatment. Moreover, 51 of 55 (93%) differential Aux/IAA expression patterns between different root-types followed the expression tendency: crown roots > seminal roots > primary roots > lateral roots. This pattern might imply root-type-specific regulation of Aux/IAA transcript abundance. In summary, the detailed analysis of the maize Aux/IAA gene family provides novel insights in the evolution and developmental regulation and thus the function of these genes in different root-types and tissues.
机译：植物激素生长素在协调生长和发育的许多方面起着关键作用。 AUXIN / INDOLE-3-ACETIC ACID（Aux / IAA）基因编码不稳定的植物生长素，对植物生长素的响应性调节剂显示具有四个特征域的蛋白质结构。在本研究中，对玉米Aux / IAA基因家族的34个成员进行了全面分析。系统发育重建揭示了两类Aux / IAA蛋白，可以通过其结构域III的变化来区分。发现了七对同源的玉米Aux / IAA蛋白。全面的根型和组织特异性表达谱揭示了基因家族不同成员的独特表达模式。值得注意的是，七对同源基因中的五对在根中显示出高度相关的表达模式。除一个（ZmIAA23）受试玉米Aux / IAA基因外，其他基因均为生长素诱导型，在处理三个小时内显示出两种类型的生长素诱导。此外，在不同根类型之间的55种Aux / IAA差异表达模式中，有51种（93％）遵循以下表达趋势：冠根>精根>初生根>侧根。此模式可能暗示Aux / IAA转录本丰度的根类型特定调节。总之，对玉米Aux / IAA基因家族的详细分析为进化和发育调控以及这些基因在不同根系和组织中的功能提供了新的见解。

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