トランスクリプトーム解析に基づくタイシジンシクロペプチドB合成調節関連遺伝子の発掘

ZHOU Qingsu ,  

HUANG Yishu ,  

WANG Xiuwen ,  

XU Jiao ,  

OU Xiaohong ,  

HE Hua ,  

JIANG Weike ,  

ZHOU Tao ,  

摘要

タイシジン(Arisaema erubescens)におけるシクロペプチドB(HB)の生合成は、さまざまな逆境ストレスによって調節されています。その合成の転写調節メカニズムを解析することは、高含有量のHBをもつタイシジン品種の方向性育種に重要な指針となります。方法:タイシジンの異なる組織のトランスクリプトームデータに基づき、ファジィC平均クラスタリング(Mfuzz)を用いた時系列クラスタリング、転写因子ファミリーの予測および相関解析により、塊根の篩部に特異的に上方制御され高発現する転写因子を選別しました。さらに、リアルタイムPCR技術で脱落酸(ABA)誘導下における候補転写因子の発現パターンを分析し、二重ルシフェラーゼレポーターアッセイでHB前駆体遺伝子に対する調節作用を検証しました。結果:含量測定では、HBがタイシジン塊根の篩部で最も高く(34 μg·g^-1鮮重量)、トランスクリプトーム解析により15,868個のアップレギュレート遺伝子が同定され、そのうち4,375個は篩部特異的に上方制御されていました。そこから篩部で高発現している25個の転写因子を選別しました。相関解析では、WRKY70転写因子の発現レベルがHB含量および前駆体遺伝子prePhHBとPhPOP1の発現と正の相関があり、ABA誘導後に発現が顕著に上方制御されました。二重ルシフェラーゼ実験により、WRKY70がprePhHBプロモーター(Pro-prePhHB)の転写活性を活性化することが確認されました。結論:HBは主にタイシジン塊根の篩部に蓄積し、WRKY70はprePhHB遺伝子のプロモーター活性を直接活性化することでHBの生合成を正に調節します。本研究は、HB合成調節におけるWRKY70の重要な役割を明確にし、HB生合成の分子調節メカニズムの解明に重要な理論的基盤を提供します。

关键词

タイシジン; シクロペプチドB; トランスクリプトーム; 転写因子; 遺伝子調節

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