Phân tích GWAS và biểu hiện gen CYP450 của cây khoai lang (Ipomoea batatas L.)

 Phân tích GWAS 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 trọng trong nhiều phản ứng sinh hóa khác nhau bao gồm tổng hợp những  antioxidants, sắc tố, polymers cấu trúc, và hợp chất liên quan đến tự vệ của cây. Khoai lang (Ipomoea batatas L.) có vai trò quan trọng về kinh tế nông nghiệp, một phân tích đầy đủ họ gen CYP450 trong loài khoai lang có thể là những kết quả liên quan đến sự tiến hóa và đặc điểm về chức năng của họ gen này.

 

Trong nghiên cứu, người ta phân lập thành công và liệt kê danh mục 95 gen thuộc họ CYP450 trong hệ gen cây khoai lang, cụ thể là 5 họ và 31 subfamilies (họ phụ). Kết quả định vị gen cho thấy CYP450s phân bố tại hệ thống màng tế bào. Vùng promoter của gen IbCYP450 có nhiều cis-acting elements khác nhau liên quan đến hormones thực vật và  phản ứng với stress. Bên cạnh đó, có 10 motifs bảo tồn (Motif1-Motif10) đã được xác định trong họ protein IbCYP450, với 5 gen thiếu introns và chỉ có một exon. Người ta quan sát thấy có sự kiện “duplication” (tự tái bản) rất phổ biến trong họ gen CYP450, giải thích được sự mở rộng của nó. Phân tích “gene duplication” (tự tái bản gen) cho thấy có sự hiện diện của 15 cặp gen với hiện tượng lặp đoạn tuần tự (tandem repeats). Phân tích “interaction network” cho kết quả là họ IbCYP450 có thể tương tác với nhiều gen đích khác và có hiện tượng tương tác protein x protein trong họ gen này. Phân tích tương tác TFs cho thấy họ IbCYP450 tương tác với với nhiều yếu tố phiên mã. Hơn nữa, kết quả phân tích biểu hiện gen cho thấy thành phần biểu hiện ở mô chuyên biệt, các gen CYP450 trong khoai lang, phản ứng với stress phi sinh học và hormones thực vật. Chú ý,  kết quả phân tích qRT‒PCR cho thấy có sự tham gia của các gen CYP450 trong hệ thống tự vệ chống lại stress phi sinh học của cây khoai lang.

 

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

 

Vị trí của các gen IbCYP trên nhiễm sắc thể. Đơn vị căn bản là 5.0 Mb.