Identificação de genes relacionados à regulação da síntese do ciclopeptídeo B em Arisaema erubescens com base em transcriptômica

ZHOU Qingsu ,  

HUANG Yishu ,  

WANG Xiuwen ,  

XU Jiao ,  

OU Xiaohong ,  

HE Hua ,  

JIANG Weike ,  

ZHOU Tao ,  

摘要

A biossíntese do ciclopeptídeo B (HB) em Arisaema erubescens (太子参) é regulada por diversos estresses adversos. Analisar o mecanismo de regulação transcripcional da sua síntese é de grande importância para o cultivo dirigido de variedades de Arisaema erubescens com alto teor de HB. Métodos: Com base em dados transcriptômicos de diferentes tecidos de Arisaema erubescens, foram selecionados fatores de transcrição que eram especificamente regulados para cima e altamente expressos no floema da raiz tuberosa, utilizando agrupamento de séries temporais por Mfuzz, predição de famílias de fatores de transcrição e análise de correlação; analisou-se o padrão de expressão dos fatores candidatos sob indução com ácido abscísico (ABA) por PCR quantitativo em tempo real, e a regulação sobre os genes precursores de HB foi verificada por ensaio de repórter de dupla luciferase. Resultados: A detecção do teor mostrou que o HB tem o conteúdo mais alto no floema da raiz tuberosa de Arisaema erubescens (34 μg·g^-1 de massa fresca); a análise transcriptômica identificou 15.868 genes diferencialmente expressos positivamente, dos quais 4.375 foram genes especificamente regulados positivamente no floema, e foram selecionados 25 fatores de transcrição altamente expressos no floema. A análise de correlação mostrou que a expressão do fator de transcrição WRKY70 está positivamente correlacionada com o teor de HB e com a expressão dos genes precursores prePhHB e PhPOP1, e é significativamente induzida após indução por ABA; o ensaio de dupla luciferase confirmou que WRKY70 pode ativar a atividade transcripcional do promotor prePhHB (Pro-prePhHB). Conclusão: HB acumula-se principalmente no floema da raiz tuberosa de Arisaema erubescens, WRKY70 regula positivamente a biossíntese de HB ativando diretamente a atividade promotora do gene prePhHB. Este estudo esclarece o papel fundamental do WRKY70 na regulação da síntese de HB e fornece importante base teórica para a análise aprofundada do mecanismo molecular da biossíntese de HB.

关键词

Arisaema erubescens; ciclopeptídeo B; transcriptoma; fatores de transcrição; regulação genética

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