Isoprenoid and flavonoid biosynthesis and regulation in higher plants
Loading...
Access the documents
Date
2019-09-05
Authors
Jin, Xin
Other authors
Zhu, Changfu
Christou, Paul
Universitat de Lleida. Departament de Producció Vegetal i Ciència Forestal
Impact
Export
Share
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Abstract
Aquesta tesi es centra principalment en l'anàlisi funcional i la caracterització dels gens que codifiquen per a alguns metabòlits secundaris i en l’estudi de la seva regulació en les plantes. Els objectius generals varen ser (a) entendre millor la regulació transcripcional del gen de la biosíntesi dels carotenoids, la β-carotè hidroxilasa 2 (BCH2) en el blat de moro i (b) l'anàlisi funcional de les dues isopentenil difosfat isomerasas (OsIPPI) d'arròs i determinar la seva localització subcel·lular. Simultàniament, es va estudiar com la llum afecta la via metabòlica i a la producció de pelargonidina en l'arròs; es van identificar també els gens essencials de la seva biosíntesi en Gentiana lutea L. var. aurantiaca.
Les plantes de blat de moro i arròs es varen transformar amb els gens dels factors de transcripció ZmMYB i ZmPBF. Es va analitzar l’expressió gènica transitòria i es va realitzar transformació estable. Els resultats obtinguts indiquen que tant ZmPBF com ZmGAMYB poden transactivar l'expressió de ZmBCH2 a l’endosperm del blat de moro, i ZmPBF i ZmGAMYB transactiven independentment el promotor de ZmBCH2 en arròs. Els dos paràlegs de IPPI (OsIPPI1 i OsIPPI2) aïllats prèviament en arròs varen tenir un patró d'expressió diferent; l'ARNm de OsIPPI1 va ser més abundant que l'ARNm de OsIPPI2 en tots els teixits. Es va usar la microscòpia de fluorescència confocal i microscòpia inmunoelectrónica per determinar la localització de les dues proteïnes. Aquestes es localitzen en el reticle endoplasmàtic (RE), així com en els peroxisomes i les mitocòndries, mentre que només es va detectar OsIPPI2 en els plastidis. La detecció d'ambdues isoformes en el RE indica que DMAPP es pot sintetitzar de novo en aquest compartiment. Diferents tècniques com UPLC, GC-MS i qRT-PCR també es varen utilitzar per perfilar els metabòlits primaris i secundaris i l'expressió gènica relacionada en plàntules d'arròs des-etioladas. Els resultats varen revelar que el metabolisme primari i secundari i els gens corresponents estan regulats per la llum, especialment en la biosíntesi d'isoprenoides en fulles d'arròs. Onze derivats de pelargonidina es varen identificar en els pètals de G. lutea i es varen perfilar els gens de la seva via de biosíntesi, revelant que DFR, ANS i 3GT afecten principalment a l'acumulació dels glucòsids de pelargonidina. Tots aquests resultats suggereixen la idea que la biosíntesi dels carotenoids en plantes superiors és regulada a diferents nivells.