Análisis del transcriptoma y perfil metabólico de
Autores: Park, Chang Ha; Yeo, Hyeon Ji; Park, Ye Eun; Baek, Seung-A; Kim, Jae Kwang; Park, Sang Un
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Análisis del transcriptoma y perfil metabólico de
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Biología
Palabras clave
Galantamina
Amaryllidaceae
Biosíntesis
Genes
Metabolitos
Expresión
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 21
Citaciones: Sin citaciones
pertenece a la familia Amaryllidaceae y es una planta bulbosa nativa de Corea del Sur, China y Japón. La galantamina, un alcaloide representativo de las plantas de Amaryllidaceae, exhibe una inhibición selectiva y dominante de la acetilcolinesterasa. A pesar de la importancia económica y oficial de la galantamina, la información molecular biológica y bioquímica sobre ella es relativamente deficiente. Por lo tanto, este estudio proporciona información funcional sobre la galantamina, describe la biosíntesis de galantamina en los diversos órganos y proporciona conjuntos de datos transcriptómicos y metabólicos para apoyar la elucidación de la vía de biosíntesis de galantamina en estudios futuros. Los resultados de los estudios realizados en duplicado revelaron la presencia de un total de 325,609 y 404,019 unigenes, adquiridos de 9,913,869,968 y 10,162,653,038 lecturas crudas, respectivamente, después de recortar las lecturas crudas utilizando CutAdapt, ensamblar utilizando el paquete Trinity y agrupar utilizando CD-Hit-EST. Todos los unigenes ensamblados se alinearon a las bases de datos públicas, incluyendo el Centro Nacional para la Información Biotecnológica (NCBI) base de datos de proteínas no redundantes (NR) y nucleótidos (Nt), SWISS-PROT (UniProt) banco de datos de secuencias de proteínas, el Recurso de Información de Arabidopsis (TAIR), la base de datos de proteínas Swiss-Prot, Ontología de Genes (GO) y la base de datos de Grupos de Ortólogos (COG) para predecir genes potenciales y proporcionar su información funcional. Basado en nuestros datos de transcriptoma y literatura publicada, se identificaron ocho clones de cDNA de longitud completa que codifican genes involucrados en la biosíntesis de galantamina. Para investigar la biosíntesis de galantamina en diferentes partes de la planta cultivada en una cámara de crecimiento, se midieron los niveles de expresión génica a través de análisis de reacción en cadena de la polimerasa cuantitativa en tiempo real (qRT-PCR) utilizando estos genes identificados y los niveles de galantamina se cuantificaron mediante análisis de cromatografía líquida de alta eficiencia (HPLC). Los datos de qRT-PCR revelaron altos niveles de expresión de ciertos genes en los bulbos y, como se esperaba, observamos mayores cantidades de galantamina en los bulbos que en las raíces y hojas. Además, se detectaron un total de 40 metabolitos hidrofílicos en los diferentes órganos utilizando cromatografía de gases acoplada con espectrometría de masas de tiempo de vuelo. En particular, se observó una fuerte correlación positiva entre la galantamina y la sacarosa, que proporciona energía para la biosíntesis de metabolitos secundarios.
Descripción
pertenece a la familia Amaryllidaceae y es una planta bulbosa nativa de Corea del Sur, China y Japón. La galantamina, un alcaloide representativo de las plantas de Amaryllidaceae, exhibe una inhibición selectiva y dominante de la acetilcolinesterasa. A pesar de la importancia económica y oficial de la galantamina, la información molecular biológica y bioquímica sobre ella es relativamente deficiente. Por lo tanto, este estudio proporciona información funcional sobre la galantamina, describe la biosíntesis de galantamina en los diversos órganos y proporciona conjuntos de datos transcriptómicos y metabólicos para apoyar la elucidación de la vía de biosíntesis de galantamina en estudios futuros. Los resultados de los estudios realizados en duplicado revelaron la presencia de un total de 325,609 y 404,019 unigenes, adquiridos de 9,913,869,968 y 10,162,653,038 lecturas crudas, respectivamente, después de recortar las lecturas crudas utilizando CutAdapt, ensamblar utilizando el paquete Trinity y agrupar utilizando CD-Hit-EST. Todos los unigenes ensamblados se alinearon a las bases de datos públicas, incluyendo el Centro Nacional para la Información Biotecnológica (NCBI) base de datos de proteínas no redundantes (NR) y nucleótidos (Nt), SWISS-PROT (UniProt) banco de datos de secuencias de proteínas, el Recurso de Información de Arabidopsis (TAIR), la base de datos de proteínas Swiss-Prot, Ontología de Genes (GO) y la base de datos de Grupos de Ortólogos (COG) para predecir genes potenciales y proporcionar su información funcional. Basado en nuestros datos de transcriptoma y literatura publicada, se identificaron ocho clones de cDNA de longitud completa que codifican genes involucrados en la biosíntesis de galantamina. Para investigar la biosíntesis de galantamina en diferentes partes de la planta cultivada en una cámara de crecimiento, se midieron los niveles de expresión génica a través de análisis de reacción en cadena de la polimerasa cuantitativa en tiempo real (qRT-PCR) utilizando estos genes identificados y los niveles de galantamina se cuantificaron mediante análisis de cromatografía líquida de alta eficiencia (HPLC). Los datos de qRT-PCR revelaron altos niveles de expresión de ciertos genes en los bulbos y, como se esperaba, observamos mayores cantidades de galantamina en los bulbos que en las raíces y hojas. Además, se detectaron un total de 40 metabolitos hidrofílicos en los diferentes órganos utilizando cromatografía de gases acoplada con espectrometría de masas de tiempo de vuelo. En particular, se observó una fuerte correlación positiva entre la galantamina y la sacarosa, que proporciona energía para la biosíntesis de metabolitos secundarios.