Gen ứng cử viên “R3-MYB repressor Mybr97” và locus Anthocyanin3 của cây bắp

 Gen ứng cử viên “R3-MYB repressor Mybr97”  và locus Anthocyanin3 của cây bắp

Nguồn: Michael N. Paulsmeyer & John A. Juvik. 2023. R3-MYB repressor Mybr97 is a candidate gene associated with the Anthocyanin3 locus and enhanced anthocyanin accumulation in maize. Theoretical and Applied Genetics March 2023; vol. 136, Article number: 55 (2023); Published: 13 March 2023

 

Anthocyanin3 ức chế anthocyanin và chu trình monolignol trong cây bắp. Kỹ thuật “Transposon-tagging”, “RNA-sequencing”, và “GST-pulldown” xác định được anthocyanin3; nó có thể là protein  ức chế R3-MYB - gen Mybr97.

 

Anthocyanins là những phân tử màu sắcthu hút sự chú ý gần đây của chúng ta bởi vì những ích ích của nó đối với sức khỏe con người và những áp dụng như là những chất tạo màu tự nhiên (natural colorants) và dược phẩm nutraceuticals. Giống bắp tím đang được nghiên cứu ví nguồn vật liệu này rất kinh tế, cung cấp anthocyanins. Anthocyanin3 (A3) được biết là chất tăng cường thể lặn (recessive intensifier) của sắc tố anthocyanin trong cây bắp. Theo kết quả nghiên cứu này, hàm lượng anthocyanin được tăng lên gấp 100 lần trong cây bắp recessive a3.

 

Hình: Phổ biểu hiện anthocyanin trong hạt bắp (Peniche-Pavía et al. 2020).

 

Hai phương pháp tiếp cận được sử dụng để tìm thấy những ứng cử viên có trong cây bắp a3 intense purple. Thứ nhất, quần thể transposon-tagging quy mô lớn được người ta tạo ra với phân tử chèn đoạn Dissociation (Ds) ở cận gen Anthocyanin1. Một dòng đột biến de novo a3-m1::Ds được tạo ra, và phân tử chèn đoạn transposon này được tìm thấy định vị tại promoter của gen Mybr97, gen đồng dạng với gen R3-MYB repressor CAPRICE của cây mô hình Arabidopsis. Thứ hai, dùng quần thể “bulked segregant RNA-sequencing” để tìm thấy những khác biệt trong biểu hiện giữa pools của cây bắp green A3 và của cây bắp purple a3. Tất cả gen có trong sinh tổng hợp anthocyanin được định tính, chúng điều tiết theo kiểu “up” trong cây bắp a3 bên cạnh rất nhiều gen có trong chu trình monolignol. Gen Mybr97 điều tiết theo kiểu “down” trong cây bắp a3, cho thấy vai trò của nó là một regulator thụ động (negative regulator) trong chu trình anthocyanin. Biểu hiện gen liên quan đến quang tổng hợp bị giảm xuống trong cây bắp a3 thông quan một cơ chế chưa biết rõ ràng. Rất nhiều phân tử TFs (transcription factors) và các gen sinh tổng hợp cũng biểu hiện theo kiểu “up”, cần được nghiên cứu sâu hơn. Gen Mybr97 có thể ức chế sinh tổng hợp anthocyanin bởi gắn với phân tử protein TFs có mô típ helix–loop helix như Booster1. Nói chung, gen Mybr97 là gen ứng cử viên ưa thích nhất tại locus A3. A3 có ảnh hưởng khá sâu  trong cây bắp, hàm ý trong bảo vệ cây trồng, sức khỏe con người, và sản phẩm có màu sắc trong tự nhiên.

 

Xem https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-023-04275-4