Циркадная регуляция экспрессии генов метаболизма каротиноидов (PSY2, LCYE, CRTRB1, NCED1) в листьях томата Solanum lycopersicum L.

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Охарактеризована циркадная динамика экспрессии ключевых генов метаболизма каротиноидов (PSY2, LCYE, CrtRB1, NCED1) в фотосинтезирующей ткани растений томата Solanum lycopersicum L. (сорт Корнеевский). Осуществлен in silico анализ профиля экспрессии генов и обнаружен высокий уровень их транскриптов в листовой ткани растения томата. Проведен анализ (ПЦР-РВ) профиля экспрессии генов в шести временных точках в течение суток и показано, что наибольший уровень транскриптов PSY2, LCYE и NCED1 приходится на вторую половину световой фазы, тогда как CrtRB1 – на окончание темновой фазы. Определено содержание и состав каротиноидов в листовой ткани в середине дневного периода и показано, что соединений ɛ/β-ветви биосинтеза каротиноидов накапливается в 1.5 раза больше, чем соединений β/β-ветви.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

М. А. Филюшин

Федеральное государственное учреждение «Федеральный исследовательский центр “Фундаментальные основы биотехнологии” Российской академии наук»

Автор, ответственный за переписку.
Email: michel7753@mail.ru
Россия, Москва

А. В. Щенникова

Федеральное государственное учреждение «Федеральный исследовательский центр “Фундаментальные основы биотехнологии” Российской академии наук»

Email: michel7753@mail.ru
Россия, Москва

Е. З. Кочиева

Федеральное государственное учреждение «Федеральный исследовательский центр “Фундаментальные основы биотехнологии” Российской академии наук»

Email: michel7753@mail.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Stra A., Almarwaey L.O., Alagoz Y., et al. // Front. Plant Sci. 2023. V. 13. 1072061.
  2. Stauder R., Welsch R., Camagna M., et al. // Front. Plant Sci. 2018. V. 9. 255.
  3. Li F., Vallabhaneni R., Yu J., Rocheford T., et al. // Plant Physiol. 2008. V. 147(3). P. 1334–1346.
  4. Ezquerro M., Burbano-Erazo E., Rodriguez-Concepcion M. // Plant Physiol. 2023. V. 193(3). P. 2021–2036.
  5. LaPorte M.F., Vachev M., Fenn M., et al. // G3 (Bethesda). 2022. V. 12(3). jkac006.
  6. Hu L., Feng S., Liang G., et al. // AMB Express. 2021. V. 11(1). 83.
  7. López-Ráez J.A., Kohlen W., Charnikhova T., et al. // New Phytol. 2010. V. 187. P. 343–354.
  8. Zhang M., Yuan B., Leng P. // J. Exp. Bot. 2009. V.60. P. 1579–1588.
  9. Kai W., Fu Y., Wang J., Liang B., et al. // Sci Rep. 2019. V. 9. 16943.
  10. Yang R., Yang T., Zhang H., et al. // Plant Physiol. Biochem. 2014. V. 77. P. 23–34.
  11. Yari Kamrani Y., Shomali A., Aliniaeifard S., et al. // Cells. 2022. V. 11(7). 1154.
  12. Li F., Vallabhaneni R., Yu J., Rocheford T., et al. // Plant Physiol. 2008. V. 147. P. 1334–1346.
  13. Sun T.H., Liu C.Q., Hui Y.Y., et al. // J. Integr. Plant Biol. 2010. V. 52. P. 868–878.
  14. Baek D., Kim W.Y., Cha J.Y., et al. // Plant Physiol. 2020. V. 184(1). P. 443–458.
  15. Efremov G.I., Ashikhmin A.A., Shchennikova A.V., et al. // Russian Journal of Plant Physiology. 2023. V. 70(2). P. 17

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Тепловая карта экспрессии генов PSY2 (Solyc02g081330; NCBI gene ID 543964), LCYE (Solyc12g008980; 544129), NCED1 (Solyc07g056570; 544163) и CrtRB1 (Solyc06g036260; 544133) в растении томата сорта Heinz (S. lycopersicum), построенная по транскриптомным данным TomExpress (http://tomexpress.toulouse.inra.fr/). Анализируемые органы: корень (1); лист (2); бутон (3); плод диаметром 1 (4), 2 (5) и 3 (6) см; плод незрелый финального размера (7); плод на стадии смены окраски с зеленой на красную (8). Визуализация данных (http://www2.heatmapper.ca/expression/) проведена на основании значений FPKM (Fragments per kilo base of transcript per million mapped fragments), указанных в боксах (округлены до второго знака после запятой).

Скачать (93KB)
Метаданные
3. Рис. 2. (а) Суточная динамика экспрессии генов PSY2 (Solyc02g081330; NCBI gene ID 543964), LCYE (Solyc12g008980; 544129), NCED1 (Solyc07g056570; 544163) и CrtRB1 (Solyc06g036260; 544133) в листовой ткани проростков образцов томата сорта Корнеевский. Дневной и ночной периоды обозначены под графиками белым и серым боксами соответственно. Праймеры: PSY2 (5´-aactgagctctgctagtagatg-3´, 5´-gcactagagatcttgcataagca-3´); LCYE (5´-tatgtcagacacgacgctcaat-3´, 5´- catgctagcagcagcacca-3´); NCED1 (5´-tgctcttagctacgatgtgat-3´, 5´-gcgaaatcatgcatcattgttgg-3´); CrtRB1 (5´-cacttcttatcaatgaggaaggg-3´, 5´-cttactgaataagaagagcctac-3´). Данные нормализованы по двум референсным генам Expressed (gene ID 101263039; 5´-gctaagaacgctggacctaatg-3´, 5´-tgggtgtgcctttctgaatg-3´) и actin-7 (101262163; 5´-cattgtgctcagtggtggttc-3´, 5´-tctgctggaaggtgctaagtg-3´). Согласно результатам статистического анализа данных (Two-way ANOVA; GraphPad Prism v. 8, GraphPad Software Inc., США; https://www.graphpad.com/scientific-software/prism/), уровни экспрессии каждого гена достоверно различаются (p < 0.05) между временными точками, кроме PSY2 (15.00 vs. 22.00; 6.00 vs. 8.00), LCYE (6.00 vs. 8.00) и NCED1 (3.00 vs. 8.00, 24.00; 6.00 vs. 15.00, 22.00). (б) Состав каротиноидов (%) в листьях проростков томата сорта Корнеевский, собранных в середине дневной фазы фотосинтеза (15.00). Суммарное количество каротиноидов – 307.3 мкг/г сырого веса. Суммарное содержание каротиноидов (мг/г сырого веса) и их состав (% от суммы каротиноидов отдельных соединений) определяли согласно [15] в двух биологических и трех технических повторах.

Скачать (241KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024