Di truyền hàm lượng carotenoid trong hệ gen cây sắn (Manihot esculenta Crantz)

  Di truyền hàm lượng carotenoid trong hệ gen cây sắn (Manihot esculenta Crantz)

Nguồn: Janardanan Sreekumar, P A Muhammed Sadiq, Saravanan Raju, Archana Mukherjee. 2022. In silico analysis of carotenoid biosynthesis pathway in cassava (Manihot esculenta Crantz). J. Genet.; on-line 4 January 2022; 101:2. https://doi.org/10.1007/s12041-021-01345-8

Các phân tử apocarotenoids có một vai trò quan trọng trong tăng trưởng và phát triển thực vật, đặc biệt là strigolactones, nó có thể kích hoạt ra rễ và giúp cho tương tác của cây với các vi sinh vật đất trơn tru. Các phân tử ấy còn hoạt động như những colorants, antioxidants, hormones, những thành phần truyền tín hiệu, mùi thơm/aroma và chromophores. Những phương pháp tiếp cận có tính chất in silico rất giá trị trong việc làm giảm phức chất có liên quan đến hệ thống vận hành các gen của cây, giúp các nhà nghiên cứu phát triển chiến thuật mới có tính chất công nghệ sinh học và công nghệ tin sinh học. Một phân tích hệ gen in silico theo kiểu so sánh của những enzymes chủ chốt được gen mã hóa trong gồm trong quá trình sinh tổng hợp apocarotenoid của hệ gen cây sắn được tiến hành sử dụng những cây trung gian như cây arabidopsis, cà chua, khoai tây và khoai lang. Bốn mươi gen liên quan đến carotenoid được phân lập, những chuỗi trình tự nucleotide được minh chứng bằng các phân tích khác nhau về trình tự DNA điều tiết như dự báo phân tử TFs (transcription factor), phân tích CpG island, phân tích microRNA điều tiết và phân tích trình tự của promotor. Các trình tự của phân tử protein tương ứng được xác định thông qua domain/motif của protein và phân tích di truyền huyết thống (phylogenetic analysis). Phổ biểu hiện các gen liên quan đến apocarotenoid trong hệ gen cây sắn được tạo ra và dự đoán vị trí mang tính chất subcellular được tiến hành để xác định sự phân bố của những proteins như vậy. Kết quả cho thấy: những domains của apocarotenoid protein có tính chất bảo thủ cao trong cây trung gian và cây sắn. Mười tám transcription factors như MYB, BBR-BPC, bHLH và NAC có liên quan đến các gen phân lập điều khiển carotenoid trong cây sắn được tìm thấy. Những apocarotenoid genes được tìm thấy biểu hiện trong tất cả mọi cơ quan của cây sắn. Các gen ấy phân bố trên 17 nhiễm sắc thể trong (18 NST) của hệ gen cây sắn. Một phần ba chứa số gen tối đa. Phân tử miRNA trong phân tích, người ta phân lập được 3 phân tử microRNAs, đó là miR159a, miR171b và miR396a chúng nối kết có ý nghĩa với sinh tổng hợp carotenoid trong cây sắn và lộ trình sinh tổng hợp ấy được tái cấu trúc bằng cách tích hợp thông tin đã nói phía trên. Sự hiểu biết cặn kẽ các gen này và lộ trình gắn kết với sinh tổng hợp carotenoid của cây sắn sẽ giúp rất nhiều cho chương trình cải tiến giống sắn cao sản giàu hàm lượng carotenoid.

Xem https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35129135/