Đặc điểm của họ gen C3HC4 RING Finger trong khoai tây (Solanum tuberosum L.): Sinh tổng hợp anthocyanin

 Đặc điểm của họ gen C3HC4 RING Finger trong khoai tây (Solanum tuberosum L.): Sinh tổng hợp anthocyanin

Nguồn: Limin Chen, Yuanming Li, Jinyong Zhu, Zhitao Li, Weilu Wang, Zheying Qi, Dechen Li, Panfeng Yao, Zhenzhen Bi, Chao Sun, Yuhui Liu, Zhen Liu. 2024. Comprehensive Characterization of the C3HC4 RING Finger Gene Family in Potato (Solanum tuberosum L.): Insights into Their Involvement in Anthocyanin Biosynthesis. Int J Mol Sci.; 2024 Feb 8; 25(4):2082. doi: 10.3390/ijms25042082.

 

 

Họ gen C3HC4 RING finger (RING-HC) mã hóa “zinc finger protein”, rất cần thiết cho cây tăng trưởng. Tuy nhiên, chưa có nhiều nghiên cứu về họ gen RING-HC trong hệ gen cây khoai tây.  Người ta tiến hành nghiên cứu 77 gen giả định của StRING-HCs  trong genome cây khoai tây, rồi phân nhóm thành 3 clusters di truyền trên cơ sở di truyền huyết thống, sự phân bố nhiễm sắc thể, kiến trúc gen, motif có tính bảo thủ, các sự kiện tự tái bản gen và tương quan trong “synteny”, các nguyên tố “cis-acting”.

 

Thông qua kết quả phân tích cơ sở dữ liệu RNA-seq các giống khoai tây trồng trọt, người ta thấy gen ứng cử viên StRING-HC có thể đã tham gia vào sự phát triển của mô, stress phi sinh học, đặc biệt là khô hạn, và sinh tổng hợp anthocyanin. Cuối cùng, một gen StRING-HC (Soltu.DM.09G017280 annotated as StRNF4-like), biểu hiện cực mạnh mẽ trong củ khoa tây có màu; gen này được tập trung nghiên cứu. StRNF4-like định vị trong nhân, kết quả xét nghiệm Y2H cho thấy nó có thể tương tác với những TFs có liên quan đến phiên mã tính trạng hàm lượng  anthocyanin – đó là phiên mã gen StbHLH1 trong củ khoai tây, gen này định vị trong nhân và ở màng tế bào. Kết quả xét nghiệm “transient” cho thấy StRNF4-like ức chế tích tụ anthocyanin trong lá cây thuốc lá thuộc 2 loài Nicotiana tabacum và Nicotiana benthamiana thông qua ức chế trực tiếp hoạt động của dihydroflavonol reductase (DFR) promoter được kích hoạt bởi StAN1 và StbHLH1.

 

Kết quả ghi nhận StRNF4-like có thể ức chế sự tích tụ anthocyanin trong củ khoai tây thông qua tương tác với StbHLH1. Phân tích đầy đủ họ gen khoai tây StRING-HCs cho thất chúng đóng góp rất có ý nghĩa về chức năng phát triển cây khoai tây, stress phi sinh học, truyền tín hiệu hormone, và đặc biệt là sinh tổng hợp anthocyanin.

 

Xem https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38396758/

 

Hình: Phân bố của 77 gen StRING-HC trên 11 nhiễm sắc thể. Chữ “Soltu” là “Soltu.DM.”

1. Phân bố của gen StRING-HC trên 11 nhiễm sắc thể. Hộp màu đó đánh dấu các gen tự tái bản kiểu “tandem”
2. Số lần phân bố của gen StRING-HC trên từng nhiễm sắc thể cây khoai tây.