Transkriptomik: Offener Zugang
Offener Zugang

Abstrakt

Charakterisierung und Expressionsanalysen von Chalkonsynthase (CHS)- und Anthocyanidinsynthase (ANS)-Genen in Clivia miniata

Achilonu C Conrad und Maleka F Mathabatha

Chalkonsynthase (CHS) und Anthocyanidinsynthase (ANS) gehören zu den wichtigsten Enzymen, die für die Produktion von Anthocyanen in Pflanzen verantwortlich sind. Sie werden generell von Multigenfamilien kodiert, wobei einige Mitglieder dieser Familien zur Farbpigmentierung beitragen. Die Studie untersuchte CHS- und ANS-Gene in Clivia miniata, deren Blütengewebe Farbveränderungen erfahren. Die RNA zu cDNA wurde aus Blütengewebe isoliert und drei Unigene (CmiCHS 11996, CmiCHS 43839 und CmiANS) mit kurzer Sequenzlänge wurden zunächst mithilfe der Sequenzierungsmethode der nächsten Generation erhalten. Genspezifische Primer wurden aus den unveröffentlichten anfänglichen kurzen Sequenzen von CHS und ANS entwickelt. Die Länge der amplifizierten cDNA nach PCR betrug CmiCHS 11996 (933 bp), CmiCHS 43839 (951 bp) und CmiANS (983 bp). Der initial translatierte ORF-Frame entspricht dem vorhergesagten Protein des abgeleiteten Proteins mit 390 Aminosäuren (AEN04070) für CHS-Gene und den vorhergesagten 355 Aminosäuren in Bezug auf das ANS-Gen (AGD99672). In-silico-Analysen ergaben, dass das berechnete Molekulargewicht und der theoretische isoelektrische Punkt (pI) von CmiCHS 11996 und CmiCHS43839 31,0 kDa – 6,95 bzw. 34,6 kDa – 7,54 betrugen. Die wichtigen Motive der Produktbindungsstelle und der aktiven Stelle wurden erfolgreich anhand der abgeleiteten Aminosäuresequenzen identifiziert. Mehrfachsequenzalignment zeigte, dass die Sequenzen von CmiCHS und CmiANS hochkonserviert waren und eine hohe Sequenzidentität (>83 %) mit Chalkonsynthasen aus anderen Pflanzen aufwiesen. Es wurde jedoch ein weiterer Test durchgeführt, um die Expressionsprofile dieser Gene in verschiedenen Geweben sowie den Blütenhüllblättern (orangefarbene und gelbe Blüte) mithilfe der quantitativen Echtzeit-PCR zu bestimmen. Die Expressionsniveaus von CmiCHS und CmiANS waren in den Blütenhüllblättern höher als in anderen Geweben (Blätter, Griffel, Narbe und Blütenschaft). Diese Expressionsmuster der Gene in den Geweben entsprachen der Ansammlung von Anthocyan, was darauf hindeutet, dass die orangefarbenen und gelben Farbpigmente sicherlich mit der Regulierung der Chalkonsynthase und der Anthocyansynthase zusammenhängen.