2.6 Analiżi tad-DEGs relatati mal-metaboliżmu u l-akkumulazzjoni tal-polisakkaridi

Cistanche DesertIcolaprimarjament fihglukożju, galactose, fruttożju, rhamnose, arabinose, u mannosebħala l-monosakkaridi ewlenin tagħha. Dawn il-monosakkaridi jgħaddu minn katalisi minnglycosyltransferasesu enzimi oħra biex sintetizzatiCistanchepolisakkaridi.

 

Cistanche DesertIcola

 

Dan l-istudju analizzaToroq tal-metaboliżmu tal-polysaccharideu l-DEGs arrikkiti f'dawn il-mogħdijietfiCistanche DesertIcolaminn pjanti ospitanti differenti. Permezz tal-analiżi ta 'dan li ġejPathways Kegg, ġew identifikati enzimi ewlenin u ġeni involuti fil-bijosintesi tal-polysaccharide:

Metaboliżmu ta 'Galactose (KO00052)

Metaboliżmu Mannose u Fructose (KO00051)

Ammino Zokkor u Nukleotidi taz-Zokkor Metaboliżmu (KO00520)

Lamtu u metaboliżmu tas-sukrożju (KO00500)

Total ta '13 enzimi relatati mal-bijosintesi tal-polisakkarideu diversi ġeni ewlenin ta 'l-enzimi ġew identifikati, inklużi:

-Amylase (BAM)

Glukożju -1- Fosfat Adenylyltransferase (GLGC)

Hexokinase (HK)

-Fructofuranosidase (SACA)

Is-sukrożju-fosfat hydrolase (SPP)

Glukożju -6- fosfat isomerase (GPI)

UDP-Glucose dehydrogenase (UGDH)

Mannose -1- Phosphate Guanyltransferase (GMPP)

Galactinol synthase (Gols)

-Galactosidase (LACZ)

Mannose -6- fosfat isomerase (MPI)

UDP-Glucuronate Decarboxylase (UXS)

Fosfofrutokinase dipendenti fuq il-pirofosfat (PFP)

Dawn l - enzimi għandhom rwoli sinifikanti fil -Bijosintesi ta 'Cistanchepolisakkaridi.

A Heatmap ta 'raggruppament ġerarkikuġiet iġġenerata bl-użu ta 'dejta ta' espressjoni DEG ipproċessata minnDESEQ2- Ir-riżultati wrewdifferenza sinifikantifl-espressjoni tal-ġeni bejnHaloxylon-Cistancheu atriplex-Cistanche- Speċifikament:

Haloxylon-Cistancheesebitespressjoni sinifikament ogħlata 'saca, hk, u lacz.

Atriplex-Cistancheesebitespressjoni sinifikament ogħlata 'UGDH, GMPP, u Gols.

Cistanche DesertIcola

 

2.7 Validazzjoni QRT-PCR

Biex tivverifika l-Affidabilità tad-dejta tas-sekwenzar tat-traskrizzjoni, QRT-PCRtwettqet bl-użuActb(-actin) bħalaĠene tal-manutenzjoni tad-dar- SittaĠeni tal-enzima ewlenininvolut fiCistancheIl-bijosintesi tal-polisakkaridi ġew magħżula bl-addoċċ għall-validazzjoni.

Ir-riżultati QRT-PCR ġew espressi bħalaLog₂ (FC)u wera lixejriet ta 'espressjoni ta' DEGs f'diversi ospitanti derivatiCistanchekienu konsistenti mar-riżultati tas-sekwenzar tat-traskrizzjoni:

GMPP, PFP, u UGDH kienu rregolati.

LACZ ġie rregolat.

Dawn is-sejbiet jikkonfermawAffidabilità għolja tad-dejta tat-traskrizzjoni, li tappoġġja l-eżattezza tal-analiżi tal-espressjoni tal-ġeni differenzjali fiCistanche DesertIcola.

3 Diskussjoni u Konklużjoni

Cistanche DesertIcolahuwa pjanta mediċinali perenni tal -OroBanchaceaefamilja. Minħabba tagħhaAmbjent ta 'tkabbir unikuuValur mediċinali għoli, huwa magħruf bħala"Ġinseng tad-Deżert."TagħhaKomposti bijoattiviPrinċipalment jinkluduGlycosides feniletanojdi, flavonoids, polisakkaridi, u betaine[9]. Bħalissa, ir-riċerka dwar dan l-impjant mediċinali ffokat prinċipalment fuqIngredjenti attivi u effetti farmakoloġiċi, waqt li studji fil -livell ġenetikujibqgħu limitati. B'mod partikolari, hemmFtit rapportifuqAnaliżi ġenetika tad-differenzi metaboliċifipolisakkaridi, flavonoids, u glukożidi tal-feniletanojdi.

IlAnnotazzjoni tad-database NRta 'unigenes indika liCistanche DesertIcola, linieqes minn ġenoma ta 'referenza, huwa l-iktar relatat mill-qrib ma 'Paulownia(Scrophulariaceae), pjanta b'ġenoma sekwenzjata [10]. Analiżi tal-espressjoni differenzjali tal-unigenes annotati identifikati14,089 ġeni espressi b'mod sinifikanti b'mod differenti (DEGs)- Dan jissuġġerixxi litraskriżomi ta 'Cistanche DesertIcolaparassitizzazzjoniHaloxylon AmmodendronuAtriplex canescensjuru differenzi sinifikanti, x'aktarx minħabbaVarjazzjonijiet fil-metaboliżmu tal-pjanti ospitantiuKomunitajiet mikrobjali tar-rizosfera [11].

Fil-Database Kegg, 3,998 Unigenesġew immappjati għal117 mogħdijiet metaboliċi, fosthom1,386 degskienu arrikkiti fil - mogħdijiet relatati mal -Bijosintesi ta 'polisakkaridi, aċidi grassi, aċidi amminiċi, u flavonoids- Dawn il-ġeni huma involuti f'diversiProdotti metaboliċi ta 'Cistanche DesertIcolau tirregolaAkkumulazzjoni ta 'polisakkaridi u flavonoids- Differenzi fiXejriet ta 'arrikkiment DEG u livelli ta' espressjoni f'impjanti ospitanti differentiiwassal għalVarjazzjonijiet fil-funzjonijiet bijoloġiċi u metaboliżmu kompost attiv [12].

Dan l-istudju identifika20 degs li jikkodifikaw 13 enzimi ewlenininvolut fiBijosintesi tal-polysaccharidefil-Cistanche DesertIcolaTraskrizzjoni. Dawn l-enzimi u degsIrregola l-proċessi ewlenin fil-bijosintesi ta 'polisakkaridi derivati ​​minn sukrożju, glukosju, fruttożju u galactose derivati ​​minn galactose- Fimogħdijiet metaboliċi relatati mal-polisakkaridi, inklużMetaboliżmu GalactoseuMetaboliżmu tal-lamtu-sucrose, enzimi ewlenin bħallacz, saca, bam, hk, spp, u ugdhġew identifikati.

FiHaloxylon-ParasitizingCistanche DesertIcola, ilLivelli ta 'Espressjoni ta' SACA, HK, u LACZkienu sinifikamentogħlaminnAtriplex-ParasitizingCistanche DesertIcola.

Bil-maqlub, ilLivelli ta 'Espressjoni ta' UGDH, GMPP, u Golskienu sinifikamentogħlafiAtriplex-ParasitizingCistanche DesertIcola.

Studji transcriptomic jipprovdu għarfien aktar profond dwar it-tkabbir tal-pjanti, l-iżvilupp u l-bijosintesi u l-akkumulazzjoni tal-metaboliti sekondarji[13]. Studji preċedenti użaw transcriptomics biex janalizzawToroq tal-bijosintesi tal-polysaccharidefiCodonopsis Pilosula, Poria Cocos, Lycium Barbarum, Dioscorea opposti, polygonatum sibiricum, polygonatum cyrtonema, u dendrobium officinale[14]. Barra minn hekk, tekniki traskriptomiċi ġew applikati b'mod estensiv għall-istudjuMetaboliżmu tal-karboidrati fil-patata, bettieħ, u ċawsli [15-16].

Pereżempju:

Ji et al.[17] analizza l-korrelazzjoni bejnAkkumulazzjoni tal-polisakkaridi u karatteristiċi transcriptomicb'mod differentitessuti ta 'Codonopsis pilosula- Sabu dansucrose -1- fructosyltransferase (1- sst) u fructan -1- exohydrolase ({1- feH), enzimi ewlenin involuti fiBijosintesi Fructan, kienuespress ħafna fl-għeruq, li tissuġġerixxi li dawn l-enzimi humaregolaturi primarjitalKontenut għoli ta 'polisakkaridi ġewwaCodonopsis pilosulagħeruq, kif ikkonfermat mill-analiżi tal-HPLC.

Tao et al.[18] immexxijaSekwenzar tat-traskrizzjonibiex tidentifikaĠeni tal-enzima ewleninjaffettwaKontenut tal-polisakkaridifi tlieta differentiSpeċi Polygonatum (P. Kingianum, P. sibiricum, uP. Cyrtonema). Sabu danEspressjoni-Fructofuranosidase (SACA)kienkorrelata b'mod pożittivma 'Kontenut tal-polisakkaridi, u daksacaishmaxebh strutturali u funzjonalima 'Fructosyltransferases, tagħmilha aFattur ewlieni li jinfluwenza l-varjazzjoni tal-polisakkaridi fost l-ispeċi tal-polygonatum.

Liu et al.[19] magħqudaTranscriptomics u MetabolomicsBiex tesplora għaliexTetraploidDendrobium officinalegħandu kontenut ogħla ta 'polisakkaridi minn diploidDendrobium officinale- L-istudju tagħhom żvela dakFamilji CESA / CSL, ħelu u BGLUkienub'mod sinifikanti rregolatfipjanti tetraploid, li tindika danEspressjoni għolja ta 'dawn id-DEGs tmexxi l-akkumulazzjoni miżjuda tal-polisakkaride.

Ma et al.[20] analizzaMekkaniżmi regolatorji tal-bijosintesi tal-polysaccharide tal-ħajt taċ-ċellulafiLycium barbarumminnQinghai, Gansu, u Ningxia- Meta mqabbel ma 'Qinghai u Gansu,Ningxia mkabbraL. BarbarumkelluKontenut ta 'galactose sinifikament ogħla fil-ħajt taċ-ċellula, x'aktarx minħabbaEspressjoni ogħla ta 'ġeni pectate lyase u pectinesterase.

Lu et al.[21] immexxijaSekwenzar tat-traskrizzjoniFit-tlietaSpeċi Polygonatum (P. Cyrtonema, P. sibiricum, uP. Kingianum), analiżiĠeni tal-enzimi ewlenin fil-mogħdijiet tal-bijosintesi tal-polisakkaridi- Huma identifikaw135 degs li jikkodifikaw 18 enzimi ewlenin, bi13-il ġene (inklużi GMPP, MPI, SACA, u fructokinase SCRK) li juru l-ogħla livelli ta 'espressjoni fiPolygonatum Cyrtonema.

Dan l-istudju jespandi l-għarfien ta 'Metaboliżmu tal-polisakkaridi f'impjanti mediċinali parassitiċiminnNibnu fuq riċerka preċedenti fuq speċi ta 'pjanti mediċinali differenti u l-mogħdijiet metaboliċi tagħhom- Jipprovdi areferenza siewjagħal aktar investigazzjonijiet dwarMekkaniżmi regolatorji tal-metaboliżmu tal-polysaccharide f'impjanti mediċinali dipendenti mill-ospitanti [22].

Bħalissa,Riċerka ta 'sekwenzar ta' throughput għolja fuqCistanche DesertIcolaIt-traskrizzjoni tibqa 'fl-istadji bikrija tagħha- Dan l-istudju wettaqAnaliżi komprensiva tal-espressjoni tal-ġenita 'Cistanche DesertIcolaparassitiku fuq żewġ pjanti ospitanti differenti uĠeni tal-enzimi ewlenin identifikati involuti fil-metaboliżmu tal-polysaccharide- Dawn is-sejbiet għandhomimplikazzjonijiet importantiGħall-għażla u evalwazzjoni ta 'pjanti ospitanti ġodda għalCistanche DesertIcolauIpprovdi bażi teoretika għall-istudju tar-regolazzjoni molekulari tal-bijosintesi tal-polysaccharide u t-titjib ġenetiku ta 'Cistanche DesertIcola.