综合性转录基因元分析揭示了在Catharanthus的roseus中对甲基斯酸盐和乙烯产生反应的新基因
Seyede Nasim Tabatabaeipour1, Behrouz Shiran1,2, Rudabeh Ravash1
1Department of Plant Breeding and Biotechnology, Faculty of Agriculture, Shahrekord University, Shahrekord, Iran.
Heliyon
|March 7, 2024
概括
甲基斯酸盐 (MeJA) 和乙烯刺激了马达加斯加大黄中的抗癌化合物. 这项研究使用了元分析和系统生物学来确定参与应激反应和TIA生物合成的关键基因,以提高药物化合物生产.
科学领域:
- 植物分子生物学 植物分子生物学
- 植物生物技术 植物生物技术
- 药用植物研究 药用植物研究
背景情况:
- 植物激素甲基斯酸盐 (MeJA) 和乙烯是 *Catharanthus roseus* 中二次代谢物生产的非生物触发剂.
- 这些二次代谢产物具有抗癌性质,使 *C. roseus* 成为一种有价值的药用植物.
- 了解植物应激反应和生物合成途径对于提高药物化合物产量至关重要.
研究的目的:
- 研究*C. roseus*中对MeJA和乙烯的荷尔蒙反应背后的转录组过程.
- 为了确定关键的基因和途径,涉及生物合成的三聚乙醇类化合物 (TIAs) 与药用价值.
- 发现未来基因和代谢工程的候选基因,以促进二次代谢物生产.
主要方法:
- 结合RNA-Seq数据元分析和系统生物学方法的综合方法.
- 经过元分析,在荷尔蒙治疗下发现了903个差异表达基因 (DEGs).
- 进行了基因本体学,KEGG通路分析,转录因子 (TF) 分析,动机分析和共同表达网络分析. 通过RT-qPCR验证的元分析结果.
主要成果:
- 在与应激反应和刺激相关的生物过程中,DEGs被显著丰富.
- 这些DEG还富含TIA生物合成途径,表明激素对药物化合物生产的影响.
- 同表达网络分析确定了与应激反应和TIA生物合成相关的关键模块和枢纽基因 (例如,Heliase ATP结合域, *hbdA*, *ALP1*).
结论:
- 像MeJA和乙烯这样的激素治疗激活了与C. roseus*TIA生物合成相关的应激反应通路.
- 已识别的枢纽基因是压力和TIA生物合成途径中的关键调节者.
- 这些候选基因为基因和代谢工程提供了显著的潜力,以提高C. roseus*中有价值的药用化合物的产生.
