Identification à l'échelle du génome et caractérisation des gènes C3H-ZFP et de leur expression sous conditions de stress au sel et au cadmium chez le soja

Les protéines à doigts de zinc (ZFPs) constituent un groupe diversifié de facteurs de transcription végétaux essentiels à la régulation du développement, de la signalisation et des réponses au stress. Dans cette étude, nous avons réalisé une identification à l'échelle du génome et une analyse intégrative de 140 gènes codant des facteurs de transcription à doigts de zinc de type C3H dans le génome du soja, présentant une distribution inégale sur les 20 chromosomes. Ces C3H-ZFP contenaient un (37), deux (58), trois (19), quatre (7), cinq (17) ou six (2) domaines C3H et ont été classés en 14 sous-ensembles selon leur architecture de domaine. Tous les gènes C3H codant ces protéines comportaient le domaine C3H-ZFP conservé et présentaient diverses caractéristiques physico-chimiques. L'analyse phylogénétique les a regroupés en 10 clades, étroitement liés à d'autres espèces telles qu'Arabidopsis, le riz et la luzerne. L'analyse des promoteurs a révélé des éléments cis associés à la réponse au stress (~39,1 %), à la réponse à la lumière (~37,3 %), aux phytohormones (~18,5 %) et au développement (~4,97 %). L'analyse de duplication a montré 78 paires d'événements de duplication segmentaire et huit duplications en tandem, avec une sélection purificatrice indiquée par les ratios Ka/Ks (non-synonymes/synonymes), suggérant que ces duplications de C3H-ZFP sont largement maintenues sous sélection purificatrice. Un total de 388 miARNs issus de 196 familles de gènes ont été prédits comme ciblant les 140 gènes C3H-ZFP, avec une majorité d'enrichissement des miARNs ciblant ces gènes, notamment les familles miR156, miR395 et miR396. Des sites de liaison pour les facteurs de transcription MYB, AP2, MIKCMADS, BBR-BPC, ERF, C2H2 et Dof ont été trouvés en amont de la plupart des gènes C3H-ZFP. Les analyses RNA-Seq et qRT-PCR ont montré des expressions spécifiques aux tissus et des profils d'expression en réponse au stress, plusieurs gènes C3H-ZFP, notamment GmC3H1, GmC3H63, GmC3H124 et GmC3H127, étant significativement surexprimés sous conditions de stress abiotiques. Ensemble, ces résultats fournissent une vue d'ensemble complète des gènes C3H-ZFP du soja et identifient des candidats prometteurs pour de futures études fonctionnelles sur le développement et l'adaptation au stress abiotique.