Phân tích ở quy mô genome-wide và biểu hiện gen CYP450 của cây khoai lang (Ipomoea batatas L.)

 Phân tích ở quy mô genome-wide và biểu hiện gen CYP450 của cây khoai lang (Ipomoea batatas L.)

Nguồn: Xiongjian Lin, Binquan Tang, Zhenqin Li, Lei Shi, Hongbo Zhu. 2024. Genome-wide identification and expression analyses of CYP450 genes in sweet potato (Ipomoea batatas L.).BMC Genomics; 2024 Jan 13; 25(1):58. doi: 10.1186/s12864-024-09965-x.

 

Cytochrome P450 monooxygenases (CYP450s) có vai trò cực kỳ quan trọng trong nhiều phản ứng sinh hóa xảy ra trong tổng hợp chất antioxidants, sắc tố, polymers cấu trúc và chất liên quan đến bảo vệ cây. Khoai lang (Ipomoea batatas L.) có tầm quan trọng về kinh tế, người ta tiến hành phân tíchgen CYP450 ví chúng có thể cung cấp những hiểu biết về sự tiến hóa và chức năng của gen trong họ gen này.

 

Theo kết quả nghiên cứu,  người ta xác định được và xếp hạng được 95 gen CYP450 trong genome khoai lang thành 5 families và 31 subfamilies. Kết quả dự đoán “subcellular localization” cho thấy CYP450s phân bố trong hệ thống có tính chất màng tế bào. Vùng promoter của các gen IbCYP450 có nhiều  cis-acting elements khác nhau liên quan đến hormones thực vật và phản ứng với stress. Hơn nữa, 10 motifs bảo thủ (Motif1-Motif10) đã được phân lập trong họ protein IbCYP450 với 5 gen thiếu introns và chỉ có một exon. Quan sát sự kiện lặp đoạn rất mạnh (duplication) trong họ gen CYP450, có thể đóng góp vào sự phát triển của nó. Phân tích “gene  duplication” cho thấy có sự hiện diện của 15 cặp gen có tính chất “tandem repeats” (lập lại theo tuần tự). Phân tích hệ thống tương tác gen cho thấy họ gen IbCYP450 có thể tương tác với nhiều gen đích và không có hiện tượng tương tác protein-proteintrong họ này. Phân tích tương tác giữa TFs (transcription factor) cho thấy họ IbCYP450 tương tác với nhiều yếu tố phiên mã. Hơn nữa, kết quả phân tích biểu hiện gen cho thấy gen CYP450 biểu hiện trong mô đặc thù của khoai lang, cũng như phản ứng của gen với stress phi sinh học và hormones thực vật. Đáng chú ý,  kết quả phân tích qRT‒PCR cho thấy trong các gen CYP450 đều phản ứng như hệ thống tự vệ với stress không phải sinh học của hệ gen cây khoai tây.

 

Xem https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38218763/

 

Vị trí của các gen IbCYP trên nhiễm sắc thể. Đơn vị cơ sở cho thấy chiều dài trên nhiễm sắc thể khoảng 5.0 Mb. Mỗi nhiễm sắc thể, co số được đánh dấu bên trên có màu đỏ là biểu thị của cặp gen với cách lặp đoạn kiểu “tandem duplication”.