Phân tử ức chế R3-MYB đối với gen Mybr97, ứng cử viên của locus Anthocyanin3 của bắp

 Phân tử ức chế R3-MYB đối với gen Mybr97, ứng cử viên của locus Anthocyanin3 của 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 chu trình anthocyanin và monolignol trong cây bắp. Kỹ thuật transposon-tagging, RNA-sequencing, và xét nghiệm GST-pulldown xác định được anthocyanin3 có thể là phân tử ức chế R3-MYB đối với gen Mybr97.

 

Anthocyanins là phân tử có màu sắc thu hút được sự chú ý nhiều năm gần đây do đặc điểm có lợi cho sức khỏe loài người và ứng dụng trong tạo chất colorants tự nhiên và chất nutraceuticals. Giống bắp tím đang được nghiên cứu nhiều nhất như một nguồn lợi kinh tế của anthocyanins. Gen anthocyanin3 (A3) là phân tử intensifier thể lặn của sắc tố anthocyanin trong cây bắp. Theo kết quả này, hàm lượng anthocyanin đã tăng lên gấp 100 lần trong cây có gen lặn a3. Hia phương pháp tiếp cận được sử dụng để khám phá ra gen ứng cử viên bao gồm đánh giá kiểu hình cây a3 intense purple. Thứ nhất, quân thể đánh dấu transposon quy mô rộng được tiến hành phát triển sự kết quả chèn đoạn Dissociation (Ds) ở gần gen Anthocyanin1. Người ta tạo ra de novo a3-m1::Ds mutant, và phân tử chèn đoạn transposon được tìm thấy định vị tại promoter của gen Mybr97, gen này biểu hiện đồng dạng với phân tử R3-MYB repressor CAPRICE trong cây mô hình Arabidopsis. Thứ hai, người ta tạo ra quần thể bulked segregant RNA-sequencing tìm thấy được những khác biệt của biểu hiện giữa quần thể của cây bắp green A3 và cây bắp purple a3. Tất cả gen tron sinh tổng hợp anthocyanin được định tính đề điều tiết theo kiểu “up”  trong cây bắp a3 bên cạnh nhiều gen liên quan đến chu trình monolignol.

 

Gen Mybr97 điều tiết theo kiểu “down” trong cây a3, kết quả cho thấy vai trò của nó là một regulator thụ động trong chu trình anthocyanin. Các gen biểu hiện có liên quan đến quang hợp bị giảm đi trong cây bắp a3 thông qua một cơ chế gì đó chưa biết rõ. Nhiều yếu tố phiên mã (TFs) và các gen có bản chất sinh tổng hợp cũng được điều tiết theo kiểu “up”, cần được nghiên cứu sâu hơn nữa. Gen Mybr97 có thể ức chế sinh tổng hợp anthocyanin bằng cách gắn kết với TFs có cấu trúc basic helix–loop helix như gen Booster1. Nhìn chung, gen Mybr97 hầu như chính là gen ứng cử viên của locus A3. A3 có ảnh hưởng khá sâu trong cây bắp và có nhiều ý nghĩa tốt phục vụ cho bảo vệ cây trồng, sức khỏe con người, cản xuất chất tạo màu thiên nhiên.

 

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