Roche GS-FLX and GS-FLXTM sequencing and assembly
6回のシーケンス実行により、総データサイズ約910 Mb、生リード2,913,966本を取得しました。 生配列ファイルは、NCBI Sequence Read Archive (SRA) at http://trace.ncbi.nlm.nih.gov/Traces/sra/sra.cgi?study=SRP006173から、SRR172675 (S1), SRR172676 and SRR183482 (S2), SRR172677 (S3), SRR172678 and SRR183483 (S4), SRR172679 (S5) および SRR172680 (S6) ファイルとして入手可能である。 生リードの長さ頻度分布は、2つの異なるプラットフォームを使用してシーケンスした結果、200から300 bpと300から400 bpの範囲にクラスター化しました（図1A）。 合計2,700,168リード（全体の93%）がアセンブリプロセスに入り、21,207の高品質なアセンブリ配列（20,408アイソティグ＋799コンティグ、アセンブリに入るリードの87%、アセンブリ配列全体の82%程度に相当）を得ることが出来ました。 これらのリードの長さは80〜3,379 bp（図1B）、平均配列長は1,014 bp（isotigs）および930 bp（contigs）であった。 合計178,636リード（≒全体の6%）がシングルトンとして残り（カバレッジ深さ=1）、このうち品質管理後に残ったきれいな配列は5,113のみであった。 さらに、同位体を15,667の同位体群に組み入れました。 配列決定、アセンブル、アノテーション（下記参照）プロセスの状況を表1に示す。
Amaranthus hypochondriacus生リード（A）および組み立てたアイソティグ/コンティグ（B）の長さの頻度分布。 リードの分布は、異なるパイロシークエンスプラットフォーム（GS-FLX 454とGS-FLXTM）の利用を反映している。
A. hypochondriacus contigs/isotigs のアノテーション
すべてのコンティグ/アイソティグは nr, TAIR, UniRef100, UniRef50, Amaranthaceae ESTs and PFAM database に対して照会されアノテーションが行われた。 nrデータベースとの照合では、全エントリーの約82%が有意なヒット（E ≦ 1 × 10-10）を示した（表1）。 nrデータベースと有意なヒットのなかった3,901配列については、推定される機能を決定するために、PFAMタンパク質ドメインデータベースと照合した。 これらの配列のうち、既知のタンパク質ドメインと有意なヒット（E値≦1×10-5）を示したのはごく一部（≒2％）であった。 これらの結果は、Additional file 1に掲載されています。 TAIRデータベースで検索した各ユニジーンのベストヒットを用いて、生物学的プロセス（11,224配列）、分子機能（11,499配列）、細胞成分（11,227配列）グループの観点から、機能GOアノテーションを付与した。 その結果を図2にまとめた。 予想通り、各GOグループで最も大きな割合（12%から15%）は、機能アノテーションが不明なコンティグ/アイソティグによって形成されていた。 また、各カテゴリーに割り当てられた配列数には、生物ストレスへの応答を含め、グレインアマランサスとシロイヌナズナの間で明らかな差は見られなかった。 これは、シロイヌナズナが転写レベルで生物学的ストレスに強く反応することが知られていることを反映したものであろう。 また、この結果は、シロイヌナズナが極限環境に適応した植物種（例：シロイヌナズナ関連塩生植物 Thellungiella halophila や極限環境対応型マングローブ）とは対照的に、特にストレスや刺激に対する応答というカテゴリーにおいて異なるトランスクリプトーム署名を持ち、その特徴ある（a）生物ストレス耐性を説明できる可能性を否定するものであった。 生物学的プロセスのGO機能割り当て（図2A）は、コンティグ/アイソティグの3％がストレス/刺激応答、2％が発生プロセス、さらに4％がその他の生物学的および代謝プロセスに分類されることを示している。 これらのカテゴリーは、このトランスクリプトーム研究の主要な目的の1つが、（a）生物学的ストレス応答性遺伝子（下記参照）の同定につながる情報を提供することであることを考えると、私たちは特に興味を持ちました。 防御的役割を持つ転写産物の数（全体の1%）から、半数以上が細菌感染（41%）とジャスモン酸（JA）の制御（24%）に関連しており、多くのJA生合成（例:Philips. LOX13、AOS、AOC、OPR3など）およびJA応答性遺伝子（図3A；追加ファイル2、3、4も参照）。
GS-FX454およびGS FLXTMアイソティグ／コンティグに対するジーン・オントロジー機能注記のサマリー。 アノテーションされた配列（対TAIRデータベース）は、（A）「生物プロセス」、（B）「分子機能」、（C）「細胞成分」グループと45のサブグループに分類された。
Response to Biotic Stress (A) and phytohormone function (B) within the Categoryed A. hypochondriacus isotigs/contigs number of aka function, (B)。 BI、FI、INC、JA、SAはそれぞれ細菌・真菌感染、植物・病原体不適合相互作用、ジャスモン酸、サリチル酸を表す。 ABA、AUX、CK、ET、GA はそれぞれアブシジン酸、オーキシン、サイトカイニン、エチレン、ジベレリンを表す。
以上の情報から得られた総合的な見解は、グレーン・アマランスは病原菌感染や昆虫草食に抵抗する多様な遺伝子群を持ち、それらの大部分はこの種では初めて報告された、ということである。 これらの中には、アマランスなどで有効な防御兵器と考えられているシュウ酸やフィトエクステロイドの合成に関与する可能性のある遺伝子（結果は示していない）も含まれている 。 A. hypochondriacusの枯死に対する耐性は非常に高く（下記参照）、この種は代謝コストのかかる誘導性防御反応（プロテアーゼ阻害剤やレクチンなど）への投資を免除されると予想されることを考えると、少なくとも昆虫による草食に対しては、比較的強固な防御反応の実装はやや予想外であった。 単離された病原体耐性遺伝子の性質も複雑で、細菌や真菌のエリシター誘導および病原体関連タンパク質、エリシター誘導性防御反応に関わるものと類似した細胞外受容体、プロテアーゼ、転写因子（TF）、活性酸素種生成-解毒に関わる酵素の全範囲を含んでいた。
また、我々の観点から重要だったのは、代償性光合成、糖質の再局在化（表2）、植物ホルモンレベルの調節・合成（図3B）に関与する可能性のある遺伝子で、おそらく昆虫の草食や機械的損傷による落葉への反応としてグレインアマランス植物で観察される隆起の増加に関連していると考えられた。 同定された遺伝子の多くは、関連性のないプロセスの研究に利用することが可能である。 例えば、植物ホルモン関連遺伝子や開花遺伝子との相同性を示す遺伝子の解析は、フィロディなど、圃場におけるグレインアマランスの植物病原菌感染によって生じるいくつかの症状の原因となる遺伝子メカニズムの解明を目的として進められている。
A. hypochondriacus and A. tuberculatus間のトランスクリプトーム比較
A. tuberculatusについて作成した一般に公開された454パイロ配列生データをA. hypochondriacusと同じ計算方法で再集合した。 しかし、その結果、コンティグとシングルトンの比率は12,216/53,803となり、以前の研究者の報告（22,035/22,434）とは異なる結果となった。 この不一致は、A. tuberculatusの全生成リードの83%がアセンブルされたにもかかわらず発生した。 得られた12,216本のA. tuberculatusコンティグと21,207本のA. hypochondriacusアイソティグ/コンティグのBLASTNアライメントにより、8,260本の相同性（E ≤ 1 × 10-10 かつ 90%以上の同一性）が得られた。 Uniref 100とAmaranthaceae ESTsのデータベースと照合し、有意なヒット（E≦1×10-10）を得た各生物種のコンティグの数を表3に示す。 上記の情報を組み合わせて、同じヒットを出す相同コンティグ、異なるヒットを出す相同コンティグ、一方の種で1つヒットし他方の種では1つもヒットしない、またはその逆、ヒットしないの数を定量化した。 得られた結果を表4に示す。 アマランサス科ESTデータベースでアノテーションされた相同性転写産物を解析した結果、大多数が機能・特性不明（21％）であることがわかった。 最も高い割合（71％）は、Chenopodium quinoaの未熟な種子および花組織、花序、発芽組織、様々な発達段階の根、ビートの根の胚軸、種茎および子葉、非クランツC4種Bienertia sinuspersiciのクロレンシーマ細胞から作成したESTライブラリーに見いだされた。 ストレス関連遺伝子は最も少ない割合（8％）で、そのほとんどが塩ストレスハロフィート種（Salicornia brachiata, Suaeda salsa, S. maritima, Atriplex centralasiatica, C. glaucum）から作成したESTと、Salsola tragusの未熟組織からのESTで構成されていた。 生物的ストレスに関連する転写産物はすべて、ウジムシ（Tetanops myopaeformis）の食害を受けたビートの根のcDNAライブラリから同定された。 一方、Uniref100データベースでアノテーションされた相同性転写産物の3分の2は機能未知であった。 その後、生物学的プロセスカテゴリーに機能が割り当てられた転写産物（33%）を分類したところ、その大部分（16%）が基本的なハウスキーピング機能（例：細胞成分の構成と生合成、細胞周期、細胞死、遺伝子発現の調節、翻訳、細胞の恒常性、解剖構造の形態形成と成長、糖質、タンパク質、DNA代謝過程、輸送、光合成）、一次および二次代謝（7%）、シグナル伝達および転写調節（4%）からなるグループに位置づけされました。 残りは、生物学的ストレス（2%）と生物学的ストレス（4%）に応答して発現する転写産物であった。 後者の大部分は塩ストレスに曝されたアマランサスとその近縁の塩生植物から分離された。興味深いことに、両種に存在する（a）生物的ストレス関連遺伝子には、多くの植物種で複数のストレスに応答して誘導されることが知られているプラスミド-脂質関連タンパク質、 AtPOB1.が含まれる。 シロイヌナズナとタバコの病害応答を正に制御することが見出されたBTB/POZドメインタンパク質、シロイヌナズナで過剰発現させるとアオカメムシMyzus persicaeの葉面摂食を強く抑制する葉身タンパク質ATPP2-A1、タマリスヒスピダ由来の非特定脂質輸送タンパク質タイプ2と類似する転写体である。 ポリアミンオキシダーゼは、細胞壁の分化過程や防御反応に関与すると考えられているH2O2生成酵素で、最近トウモロコシの創傷治癒に必要であることが発見された。 メチオニン・スルホキシド・レダクターゼは、細胞の酸化還元状態を制御することで、ピーマン植物の病原体に対する防御に活性があることがわかった。DEAD-box ATP依存性RNAヘリカーゼ7は、植物で発現するとマルチストレス耐性を付与することが最近示されたDNA修復タンパク質の一種。 また、重金属イオンのホメオスタシスと耐性、陽イオン解毒、水輸送、ストレス関連の植物ホルモン（アブシジン酸やJAなど）の生合成とシグナル伝達に関する遺伝子もいくつか同定された（追加ファイル5を参照）。
一方の種のみで検出されたアノテーション転写産物の数は比較的多かった（表5）。 雑草と穀物アマランスのトランスクリプトームの違いを示す例として、UniRef 100とアマランス科ESTsデータベースでアノテーションされた除草剤標的遺伝子を解析した結果を挙げる。 その結果、29の配列が両種に存在するのに対し、A. hypochondriacusとA. tuberculatusにはそれぞれ13と8の配列が存在することがわかった（表6）。
Digital expression profiling
Stress-responsive transcriptional profile in leaves
タグサンプリングまたは RNA-seq として知られているこの技術は、遺伝子発現解析の効率的な方法と考えられている。 その結果、水ストレス、塩ストレス、昆虫による草食、細菌感染という4つのストレス処理のうち少なくとも1つに応答して、合計1,971個の異なる発現遺伝子が同定された（追加ファイル6）。 50種類の遺伝子発現プロファイルを作成し、特定の遺伝子の発現レベルに対する任意のストレス処理の影響を調査した。 その結果をFigure 4に示す。 この解析の明らかな特徴は、ストレスによって誘導される未注釈の遺伝子や機能未知の遺伝子の割合が高いことであった。 これらは、ストレス耐性の新規メカニズムに関与する遺伝子を発見するために系統的に解析することができる潜在的に豊富な遺伝物質の源である。
デジタル発現データの分類のために作成した50種類の遺伝子発現組み合わせ内のコンティグ・イソティグの数である。 塩ストレス 、水ストレス 、昆虫の草食化、細菌感染 ）に応答して有意に発現した遺伝子の数。 太字はMaximum Expression値（本文参照）。
50個の遺伝子発現カテゴリーのうち41個で確認された機能既知のストレス誘導性遺伝子もすべて集計した（追加ファイル7）。 これらには、他の植物種でストレス応答の調節因子として知られているいくつかのTF、例えば、AREB様タンパク質、Dof型ジンクフィンガードメイン含有タンパク質、BTB/POZドメイン含有タンパク質、GRFジンクフィンガー含有タンパク質、RAP2.4様タンパク質、JAZ1リプレッサー、ATEBP/ERF72/RAP2.が含まれていた。3 (AP2-3に関連) , RAV , MYB様転写因子 , TINY様タンパク質2 , Cys2/His2ジンクフィンガー転写因子 , あまり知られていないGAGAモチーフ結合転写活性化因子 ; SCOF-1ジンクフィンガータンパク質 , シロナスや他の植物で冷ストレスまたは塩ストレスによって誘導されることがわかり、明らかにABRE依存の遺伝子発現が促進する ; NAC転写因子推定 , およびヒストンフォールド/ TFIID-TF/NF-Y . その他、いくつかの乾生植物やハロゲン植物において、極限環境でのコロニー形成能力に寄与する可能性のある因子として、以下のようなものが同定されている。 リコピン合成酵素水チャネルタンパク質、ミオ-イノシトール-1-リン酸合成酵素、シスタチオニンγ-合成酵素ホスホエノールピルビン酸カルボキシラーゼ、Na+/H+アンチポーター、タンパク質ホスファターゼ2C、Ca2+/H+アンチポーター、カルシニューリンB様タンパク質、イノシトール一ホスファターゼ、塩誘導親水性タンパク質 …といったものである。
驚くべきことではないが、活性酸素除去剤をコードする多数の転写物が強く誘導されることが判明し、それらの多くは複数のストレスによって、例えば、スーパーオキシドジスムターゼ、グルタチオンSトランスフェラーゼZ1、ゲルマン様酸化酵素、いくつかのカタラーゼ、過酸化酵素、アスコルビン酸過酸化酵素などであった。 また、アスパルチルプロテアーゼ、各種システインプロテアーゼ、サブチリシン様プロテアーゼ、液胞処理酵素（VPE）の強力かつ多重ストレス誘導は、極限環境微生物のT. 一方、エキスパンシン、キシログルカンエンドトランスグリコシラーゼ、セルロース合成酵素サブユニット、グリシン、プロリン、ヒドロキシプロリンに富むタンパク質の発現は、ストレス下の多くの植物で見られる細胞壁の特性を調整する能力によって支持されている 。 これらの糖質活性遺伝子の多くは茎でも高発現していた（下記参照）。
特に重要だったのは、アマランスや関連するハロフィル/エクストレムではこれまで報告されていなかった、いくつかのストレス処理で高発現する遺伝子であった。 これらは明らかにバイオテクノロジーへの応用の可能性があり、また、複数のストレス条件に対する耐性をもたらす分子メカニズムの解明にも寄与する可能性がある。 以下にその一部を紹介する。 Drm3 はシロイヌナズナの de novo DNA メチル化に必要で、遺伝子サイレンシングプロセスを制御することが提案されている。 Enhancer of SOS 3- 1 は葉緑体局在タンパク質で、塩ストレス耐性を制御する SOS3 および SOS2 と相互作用する。YCF3 および HCF101 (high chlorophyll fluorescence 101) は光化学系 I (PSI) 複合体の組み立てと蓄積および光酸化ダメージ防止に不可欠と考えられているタンパク質。 翻訳開始因子eIF1は、酵母や植物のナトリウム耐性の決定因子であることが判明しており、翻訳が塩毒性の標的であり、その回復が、イオン蓄積や細胞内酸化還元状態の調節に加えて、NaClストレス条件下での細胞の生存に重要な機構である可能性が示唆されている。 ATP依存性FtsHプロテアーゼ9は、光障害（PSII）のD1タンパク質の分解に関与し、過剰なレベルの活性酸素の蓄積を避けるために必要なステップである；ACD1-LIKE電子キャリアーは、シロイヌナズナの加速性細胞死遺伝子産物に似ており、細胞の光酸化破壊を防ぐために必要なフェオフォービドaの酸素化に関わり、またT. T. の塩ストレス適応過程でアップレギュレートされていたことが判明している；ACD1-LikeEは、光障害性細胞の加速的な活性酸素の分解に関わり、また、光障害性細胞が酸化的な活性酸素の蓄積を避けるために必要なステップである。 halophila; prohibitin遺伝子PHB1は、多くの植物で異なるストレス条件に応答して蓄積することが見出されており、おそらくミトコンドリア機能と完全性の保護装置、ミトコンドリアから核への逆行シグナルの引き金、および/またはH2O2とNOの相互作用のメディエーターとして、まだ未知のメカニズムによって機能することが知られている。 Yellow Stripe Like 6 タンパク質。そのメンバーは、血管組織への金属微量栄養素の運搬、金属耐性と過剰蓄積に関与していると仮定されている。 トマトの乾燥ストレス条件下で発現し、クロマチン組織化以外のメカニズムで作用し、気孔コンダクタンスの負の制御に関与することが提案されている推定リンカーヒストンH1変異タンパク質；ジベレリン制御タンパク質であるGASA-1/LtCOR1様、樹木の形成分裂組織における果実成熟または休止状態の確立の制御に関与すると推定されている。 βおよびγ-チューブリン鎖、その発現は、ストレスに対する植物細胞の応答の媒介において細胞骨格が果たす役割がますます重要になっていることと一致している；翻訳開始因子5A、ストレス応答経路および抵抗性の明らかにアイソフォーム依存性の制御に、ほとんど未知のメカニズムを通して関与することが判明した；アルゴナイト4様遺伝子、ヘテロクロマチンのメチル化に関わる主要タンパク質、最近植物の（a）生物ストレス応答および栄養欠乏に必要な小RNA仲介全身シグナルの重要因子として認識されている ; アルギニンがポリアミンや一酸化窒素の生合成の前駆体として重要な役割を果たし、植物がストレスに適応するためのメッセンジャーとして働いていることが明らかになったアルギナーゼと、ヘシアンフライの侵入や菌類（Puccinia striiformis）の感染に対して小麦の生物的抵抗因子として認められ、トウモロコシの植物相変化に関係しているが生物ストレス制御には機能が知られていない孔形成毒素様レクチン蛋白Hfr-2の二種類である。
茎の転写プロファイル
茎由来のcDNAライブラリー（S6）と生物・生物ストレスを与えた葉から作成したライブラリー（S2〜S5）を比較したところ、茎でのみ発現が検出される小さな転写物群を同定することができた。 驚くべきことに、他のいくつかの転写産物は、(a)生物学的ストレスに曝されたアマランス植物の葉面組織よりも茎で高い蓄積を示した（追加ファイル8参照）。 このような転写産物プロファイルは、シロイヌナズナにおける茎のトランスクリプトーム解析の既報データと一致した。 リグニンおよびクチクラワックスの生合成は、モノリグノールの生合成に関与すると推定されるタンパク質をコードする遺伝子によって表現された（例． フェニルプロパノイド経路のいくつかの重要なチトクロームP450酵素の活性に必要なチトクロームP450レダクターゼ ）、モノリグノールの輸送（例えば、ABCトランスポーター ）とクチクラ脂質の輸出（例えば、白褐複合型ABCトランスポーターファミリー ）に関与していると推定されるタンパク質をコードする遺伝子があった。 リグニン生合成遺伝子のアップレギュレーションが控えめであったのは，まだ木質化が進行していない若いアマランスを実験に用いたためと考えられる。
糖質活性酵素のカテゴリーが非常に多かった。 これらのタンパク質が細胞壁の生合成と修飾に基本的な役割を果たし、したがって茎の発達中に厳密に制御されていることを考えると、これは驚くべきことではなかった。 セルラーゼ（GH9）、β-1,3-グルカナーゼ（GH3）、グリコシルトランスフェラーゼ（GH）、グリコシルヒドロラーゼ（GH）などが含まれる。 キシラナーゼ（GH10）、キシログルカンエンドトランスグルコシラーゼヒドロラーゼ（GH16）、グルカンエンド-1，3-β-D-グルコシダーゼ（GH17）、インベルターゼ（GH31）およびβ-D-ガラクトシダーゼ（GH35）活性を有する。 これらの酵素は、細胞壁のほぐしや伸長、血管組織の二次細胞壁の形成、キシラン骨格の加水分解、タンパク質の翻訳後修飾（グリコシル化として）、スクロースの形でのエネルギーの動員などにさまざまに必要である。 また、ペクチンの物理的、化学的、生物学的特性の改変に関与するペクチンメチルエステラーゼ（PME）も検出された。 PME阻害剤の発現は、PME活性に伴う壁の硬直化を避けるために、アマランスの若い茎でPMEを制御する必要があることを表していると思われる。 さらに、推定上のβ-expansinタンパク質が検出された。これらのタンパク質は、ヘミセルロースとセルロースの間の相互作用を、おそらく共有水素結合の破壊を介して調節している。 ペルオキシダーゼは発生途上の茎に中程度から高いレベルで発現していることが分かっており、ペクチン残基、エクステンシンなどのヒドロキシプロリンに富むタンパク質、リグニン前駆体の間の共有結合の形成に関与して、細胞壁の伸展性を低下させていると考えられている。 SKSファミリーのマルチ銅酸化酵素をコードする1つの遺伝子（SKS5）が同定された。 これらのタンパク質の幹形成における機能はよく分かっていないが、後日、Thlaspi caerulescensの金属高蓄積生態型においてSKS5の発現が増加することが判明した。 アマランスの茎で同定されたもう一つの酸化還元酵素は機能不明の2-OG-Fe（II）オキシゲナーゼ蛋白質で、最近シロイヌナズナの菌類感染に対する防御機構と関連していることがわかった。
多糖類および/または他の蛋白質と推定される相互作用領域を持つ蛋白質をコードするいくつかの遺伝子が同定された。 このカテゴリーに分類される遺伝子の多くは、CLAVATA1-like receptor , CLAVATA3/ESR-related receptor , Abnormal Leaf Shape 2 receptor-like kinase , leucine-rich repeat receptor-like kinase RLK7 and LRR XI-23 kinaseなどの植物の発生過程を制御するキナーゼ、ペプチド受容体、受容体様キナーゼであった。 また、アラビノガラクタンタンパク質（AGP）、構造タンパク質（エクステンシン、プロリンリッチタンパク質、PRP）、プロリン残基の水酸化に必要なプロリル4-水酸化酵素（触媒α2サブユニット）に相当する多くの水酸化プロリン（グリコ）タンパク質が茎で高発現していた。 AGPは、細胞運命決定、体細胞胚形成、細胞増殖に影響を与えることから、植物発生における多くの役割が示唆されている。 また、AGPはペクチン多糖類と結合するシグナル分子と考えられてきたが、エクステンシンやPRPなど（グリシンに富むタンパク質など）は木部や葉面など特定の細胞種で発現していることが示されている。
また、Rhomboid-like 2 endopeptidaseをコードする遺伝子や、阻害活性を持つ2つのタンパク質（脂質転移タンパク質/トリプシン-αアミラーゼ阻害剤とシステインプロテイナーゼ阻害剤）が存在していた。 また、生育中の様々な刺激やストレスに応答して生じるタンパク質の標的分解に関与することが知られているF-Boxタンパク質（SKIP2）および26Sプロテアソーム非ATPase調節サブユニットの転写産物も検出された。 プロテアーゼ活性とプロテアーゼ阻害剤によるその調節は、細胞壁タンパク質の処理および／またはターンオーバー、ペプチド信号の生成、プログラムされた細胞死、および／または細胞の拡大／増殖率のバランスに必要であることが示唆されており、これらはまとめて適切な幹形成に必要とされている。
雑多なタンパク質カテゴリーの中には、茎の発達に重要であることが示唆されている脂質代謝に関わるタンパク質（GDSL-リパーゼおよび推定上のグリセロホスホリルジエステルホスホジエステラーゼ）、細胞壁の酸化還元プロセスを制御すると想定されている銅結合性プランタシアニン（ARPN）、茎頂分裂組織における幹細胞の維持に必要であると知られているいくつかのタンパク質（ヒストンH2A; オーロラ2ヒストンキナーゼ）、金属耐性（例．細胞骨格の構成要素であり、おそらく細胞分裂と伸長に関与している。 ベタシアニン生合成の主要な酵素である芳香環開口ジオキシゲナーゼファミリーの触媒LigBサブユニット（すなわち推定ドーパジオキシゲナーゼ）、および生合成的に関連する糖転移酵素（GT）（例えばフィトラッカアメリカナ由来のGTおよびUDP-GT）をコードする転写物が見つかったことは、配列決定の対象としたcDNAライブラリに用いた茎組織の高い色素表現型と矛盾していなかった。 現在、当研究室では、色素関連遺伝子の構造や制御、組織やストレスに関連した発現パ ターン、昆虫の草食に対する防御に果たすであろう役割の解明を精力的に進めているところである。 また、いくつかの TF が検出された。 既報の通り、グレインアマランスの茎組織に高発現している TF の多くは、MYB、AP2-EREBP、GRAS、 bHLH-domain および homeodomain family（例えば、WOX4）であった。 茎のTFは、血管組織の生合成と分化、フェニルプロパノイド遺伝子の発現、繊維の発達の制御と様々に関連している 。 最後に、A. hypochondriacusの茎では、いくつかの生物的ストレスおよび防御関連遺伝子が高いレベルで発現していることがわかった。 このような防御関連遺伝子の高発現は、Populus trichocarpaの発達中の茎において植物防御・保護機能に関わる遺伝子が優占していることを示した最近の報告と一致するものであった。 この点から、Actinidia argutaには、メチルジャスモネート（MeJA）を基質とする推定上のジャスモン酸o-メチルトランスフェラーゼとCXEカルボキシルエステラーゼ遺伝子が同時に存在しており、生物的および/または生物的ストレス時に、アマランス植物内および植物間での情報伝達においてMeJAの役割がありうることが支持される。 その他、アマランスの茎に同定された遺伝子で、最近、病原菌の防御に積極的な役割を果たすとされているものには、それぞれエポキシドヒドロラーゼ2とVPE-1Bをコードする遺伝子がある。 エポキシドヒドロラーゼの防御における役割は、抗菌化合物の解毒、シグナル伝達、代謝に関連すると考えられ、一方、VPEの重要性は、過敏反応（HR）と気孔閉鎖の複合誘導に関連するエリシター誘発性免疫に関連すると考えられている。 また、前述のように、VPEの発現は、生物的ストレスに対する応答とも関連している
。