Nghiên cứu cấu trúc và mức độ biểu hiện của gen CCR ở một số dòng keo lá tràm (Acacia auriculiformis)
,
và
Article Sidebar
Full Text: 
PDF
Abstract
Cinnamoyl-CoA reductase (CCR) is the main gene involved in lignin synthesis and is a DNA marker related to lignin content in plants. In this study, we evaluated the structure and expression of the CCR gene in 7 Acacia auriculiformis clones selected by the Vietnam Academy of Science and Forestry, named as Clt7, Clt18, Clt19, Clt25, Clt26, Clt43 and Clt57. Research results showed that the CCR gene isolated from the Clt has a highly similar sequence (98.8%) to the sequence of HQ317734 published on NCBI. The gene is 3,317bp long, including 5 exons and 4 introns, encoding 319 amino acids. Compared to HQ317734, the CDS region of the CCR_ Clt has some positions that have been deleted one or two nucleotides such as positions 108, 468, 630, 670, 671, 794, 796. Three AAA nucleotides at position 420-423 were substituted by TTT, and A was replaced by G at position 715. Analysis of gene expression by qT-PCR showed that the level of CCR expression was not significantly different from 7 Acacia clones.
Tóm tắt
Cinnamoyl-CoA reductase (CCR) là gen chính tham gia tổng hợp lignin và là chỉ thị DNA quan trọng liên quan đến hàm lượng lignin trong cây. Trong nghiên cứu này, cấu trúc và biểu hiện của gen CCR ở 7 dòng keo lá tràm do Viện Khoa học và Lâm nghiệp Việt Nam chọn lọc được đánh giá gồm: Clt7, Clt18, Clt19, Clt25, Clt26, Clt43 và Clt57. Kết quả nghiên cứu cho thấy gen CCR phân lập từ keo lá tràm Clt có độ tương đồng cao (98,8%) với trình tự gen có mã số HQ317734 công bố trên NCBI. Gen có chiều dài 3.317bp gồm 5 đoạn exon, 4 đoạn intron, mã hóa cho 319 amino axit. So với HQ317734, vùng CDS gen CCR ở dòng Keo Clt có một số vị trí bị mất một hoặc hai nucleotide như vị trí 108, 468, 630, 670, 671, 794, 796. Vị trí 420-423 thay thế ba nucleotide AAA bằng TTT và A thay bằng G ở vị trí 715. Phân tích biểu hiện gen CCR bằng qT-PCR cho thấy mức độ biểu hiện gen CCR ở 7 dòng keo nghiên cứu không có sự khác biệt đáng kể.
Article Details
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Tài liệu tham khảo
Chen, F., & Dixon, R. A. (2007). Lignin modification improves fermentable sugar yields for biofuel production. Nat Biotechnol, 25, 759–761.
https://doi.org/10.1038/nbt1316
Fontaine, A. S., Bout, S., Barrière, Y., & Vermerris, W. (2003). Variation in cell wall composition among forage maize (Zea mays L.) inbred lines and its impact on digestibility: analysis of neutral detergent fiber composition by pyrolysis-gas chromatography-mass spectrometry. J Agric Food Chem, 51, 8080–8087. https://doi.org/10.1021/jf034321g
Goujon, T., Ferret, V., Mila, I., Pollet, B., Ruel, K., Burlat, V., Joseleau, J.P., Barriere, Y., Lapierre, C., & Jouanin, L. (2003). Down-regulation of the AtCCR1 gene in Arabidopsis thaliana: effects on phenotype, lignins and cell wall degradability. Planta, 217, 218–228. https://doi.org/10.1007/s00425-003-0987-6
Hu, F., & Ragauskas, A. (2012). Pretreatment and lignocellulosic chemistry. Bioenerg Res, 5, 1043–1066.
https://doi.org/10.1007/s12155-012-9208-0
Leu, S. Y., Zhu, J. Y., Gleisner, R., Sessions, J., & Marrs, G. (2013). Robust enzymatic saccharification of a Douglas-fir forest harvest residue by SPORL. Biomass Bioenergy, 59, 393–40. https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2013.08.014
Livak, K. J., & Schmittgen, T. D. (2001). Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2(-Delta Delta C(T)) Method. Methods, 25(4), 402-8. doi: 10.1006/meth.2001.1262.
O’Connell, A., Holt, K., Piquemal, J., Grima-Pettenati, J., Boudet, A., Pollet, B., Lapierre, C., Petit-Conil, M., Schuch, W., & Halpin, C. (2002). Improved paper pulp from plants with suppressed cinnamoyl-CoA reductase or cinnamyl alcohol dehydrogenase. Transgenic Res, 11, 495–503. https://doi.org/10.1023/A:1020362705497
Piquemal, J., Lapierre, C., Myton, K., O’connell, A., Schuch, W., GrimaPettenati, J., & Boudet, A. M. (1998). Down-regulation of cinnamoylcoA reductase induces significant changes of lignin profiles in transgenic tobacco plants. Plant J, 13, 71–83.
https://doi.org/10.1046/j.1365-313X.1998.00014.x
Ralph, J., Hatfield, R.D., Piquemal, J., Yahiaoui, N., Pean, M., Lapierre, C., & Boudet, A.M. (1998). NMR characterization of altered lignins extracted from tobacco plants down-regulated for lignifications enzymes cinnamylalcohol dehydrogenase and cinnamoyl-CoA reductase. Proc Natl Acad Sci USA, 95, 12803–12808. https://doi.org/10.1073/pnas.95.22.12803
Sơn, Đ. H, Hà, V. Đ., Kiên, N. Đ., Chinh, N. V., Nhật, H. H., Hiệu, T. V., Quân, D. H., Giang, L. T., & Tùng, Đ. T. (2021). Đánh giá sinh trưởng của các dòng vô tính Keo lá tràm (Acacia auriculiformis Cunn. Ex. Benth) trong khảo nghiệm mở rộng tại Cam Lộ, Quảng Trị. Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, 2, 126-130.
Sukganah, A., Choong, C. Y., Russell, J., Neale, D., & Wickneswari, R. (2013). Nucleotide sequence analysis of two lignin genes in Acacia auriculiformis × Acacia mangium hybrid for enhancement of wood pulp quality. Tree Genetics & Genomes, 9, 1369-1381. DOI 10.1007/s11295-013-0640-x.
Tuấn, Đ. V. (2011). Nghiên cứu mối quan hệ di truyền của Keo lá tràm (Acacia auriculiformis Cunn. Ex. Benth) ở Đông Nam Bộ bằng chỉ thị RAPD và SSR. Kỷ yếu Hội nghị Khoa học Công nghệ Lâm nghiệp với phát triển rừng bền vững và biến đổi khí hậu năm 2011, trang 13-22.
Tổng cục Lâm nghiệp (2021). Báo cáo Nguồn cung gỗ keo nguyên liệu của Việt Nam: Thực trạng và xu hướng, Hà Nội, 2021, trang 1-7.
Van Acker, R., Vanholme, R., Storme, V., Mortimer, J. C., Dupree, P., & Boerjan, W. (2013). Lignin biosynthesis perturbations affect secondary cell wall composition and saccharification yield in Arabidopsis thaliana. Biotechnol Biofuels, 6: 46.
Van, D. D., Schimleck, L. R., Tran, D. L., & Vo, H. D., (2022). Radial and among-clonal variations of stress-wave velocity, wood density, and mechanical properties in 5-year-old Acacia auriculiformis clones. Bioresources, 17(2), 2084-2096.
Wengenmayer, H., Ebel, J., & Grisebach, H. (1976). Enzymic synthesis of lignin precursors: purification and properties of a cinnamoyl-CoA:NADPH reductase from cell suspension cultures of soybean (Glycine max). Eur J Biochem, 65, 529–536.
Whetten, R., & Sederoff, R. (1995). Lignin biosynthesis. Plant Cell, 7, 1001–1013.