Идентификация генов, связанных с регуляцией синтеза циклического пептида B у Arisaema erubescens на основе транскриптомного анализа

ZHOU Qingsu ,  

HUANG Yishu ,  

WANG Xiuwen ,  

XU Jiao ,  

OU Xiaohong ,  

HE Hua ,  

JIANG Weike ,  

ZHOU Tao ,  

摘要

Биосинтез циклического пептида B (HB) у Arisaema erubescens (太子参) регулируется несколькими стрессовыми факторами. Анализ транскрипционной регуляции синтеза HB имеет важное значение для целенаправленного выращивания сортов Arisaema erubescens с высоким содержанием HB. Методы: на основе транскриптомных данных различных тканей Arisaema erubescens, с помощью кластерного анализа временных рядов методом нечеткой c-средних (Mfuzz), прогнозирования семейств факторов транскрипции и корреляционного анализа были отобраны факторы транскрипции с повышенной экспрессией и специфичным повышением в флоэме корня; с помощью количественной ПЦР в реальном времени исследовали экспрессию кандидатов под воздействием абсцизовой кислоты (ABA), а двойной люциферазный репортерный анализ подтвердил их регуляторное влияние на гены-предшественники HB. Результаты: содержание HB было максимальным во флоэме корня Arisaema erubescens (34 мкг·г^-1 влажной массы); транскриптомный анализ выявил 15 868 генно-дифференцированных генов с повышенной экспрессией, из которых 4375 генов характеризовались специфичным повышением во флоэме; было отобрано 25 факторов транскрипции с высокой экспрессией во флоэме. Корреляционный анализ показал, что уровень экспрессии фактора транскрипции WRKY70 положительно коррелирует с содержанием HB и с экспрессией генов-предшественников prePhHB и PhPOP1, а также значительно повышается под воздействием ABA; двуфакторный люциферазный тест подтвердил, что WRKY70 активирует транскрипционную активность промотора prePhHB (Pro-prePhHB). Заключение: HB в основном накапливается во флоэме корня Arisaema erubescens, WRKY70 регулирует биосинтез HB, напрямую активируя промотор гена prePhHB. Исследование уточняет ключевую роль WRKY70 в регуляции синтеза HB и предоставляет важную теоретическую поддержку для глубокого понимания молекулярных механизмов биосинтеза HB.

关键词

Arisaema erubescens; циклический пептид B; транскриптом; факторы транскрипции; регуляция генов

阅读全文