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植物グリコシドヒドロラーゼファミリー9（GH9）は、典型的なエンド-β-1,4-グルカナーゼ（eGases、EC3.2.1.4）を含む。GH9A（Korrigan）ファミリー遺伝子は、植物のセルロース生合成に関与していることが報告されていますが、他のGH9サブクラスについては多くのことは不明のままです。この研究では、グローバルな遺伝子共発現プロファイリングを観察し、2つの米品種のほとんどのライフサイクルをカバーする66組織の間でOSGH9とOSCESAの間で相関分析を実施しました。我々の結果は、OSGH9A3とB5が、イネのセルロース生合成について典型的なOSCESA1、3、および8との非常に高い共発現を持っていることを示しました。2つの異なるRice非GH9変異体と野生型を使用して、QRT-PCR、in situおよびin vitroでのセルラーゼ活性、および幹組織の4つの節間でリグノセルロース結晶性指数（CRI）による遺伝子発現レベルの統合分析を実施しました。初めて、OSGH9B1、3、および16は、イネのリグノセルロース結晶性の変化における潜在的な役割を特徴づけましたが、OSGH9A3とB5はセルロース生合成について示唆されました。さらに、系統解析と遺伝子共発現の比較により、シロイヌナズナとイネのGH9機能の類似性が明らかになりました。したがって、データは植物のGH9機能に関する洞察を提供し、前述の5つの新規OSGH9遺伝子を使用して植物細胞壁の遺伝的操作の潜在的な戦略を提供できます。
植物グリコシドヒドロラーゼファミリー9（GH9）は、典型的なエンド-β-1,4-グルカナーゼ（eGases、EC3.2.1.4）を含む。GH9A（Korrigan）ファミリー遺伝子は、植物のセルロース生合成に関与していることが報告されていますが、他のGH9サブクラスについては多くのことは不明のままです。この研究では、グローバルな遺伝子共発現プロファイリングを観察し、2つの米品種のほとんどのライフサイクルをカバーする66組織の間でOSGH9とOSCESAの間で相関分析を実施しました。我々の結果は、OSGH9A3とB5が、イネのセルロース生合成について典型的なOSCESA1、3、および8との非常に高い共発現を持っていることを示しました。2つの異なるRice非GH9変異体と野生型を使用して、QRT-PCR、in situおよびin vitroでのセルラーゼ活性、および幹組織の4つの節間でリグノセルロース結晶性指数（CRI）による遺伝子発現レベルの統合分析を実施しました。初めて、OSGH9B1、3、および16は、イネのリグノセルロース結晶性の変化における潜在的な役割を特徴づけましたが、OSGH9A3とB5はセルロース生合成について示唆されました。さらに、系統解析と遺伝子共発現の比較により、シロイヌナズナとイネのGH9機能の類似性が明らかになりました。したがって、データは植物のGH9機能に関する洞察を提供し、前述の5つの新規OSGH9遺伝子を使用して植物細胞壁の遺伝的操作の潜在的な戦略を提供できます。
Plant glycoside hydrolase family 9 (GH9) comprises typical endo-β-1,4-glucanase (EGases, EC3.2.1.4). Although GH9A (KORRIGAN) family genes have been reported to be involved in cellulose biosynthesis in plants, much remains unknown about other GH9 subclasses. In this study, we observed a global gene co-expression profiling and conducted a correlation analysis between OsGH9 and OsCESA among 66 tissues covering most periods of life cycles in 2 rice varieties. Our results showed that OsGH9A3 and B5 possessed an extremely high co-expression with OsCESA1, 3, and 8 typical for cellulose biosynthesis in rice. Using two distinct rice non-GH9 mutants and wild type, we performed integrative analysis of gene expression level by qRT-PCR, cellulase activities in situ and in vitro, and lignocellulose crystallinity index (CrI) in four internodes of stem tissues. For the first time, OsGH9B1, 3, and 16 were characterized with the potential role in lignocellulose crystallinity alteration in rice, whereas OsGH9A3 and B5 were suggested for cellulose biosynthesis. In addition, phylogenetic analysis and gene co-expression comparison revealed GH9 function similarity in Arabidopsis and rice. Hence, the data can provide insights into GH9 function in plants and offer the potential strategy for genetic manipulation of plant cell wall using the five aforementioned novel OsGH9 genes.
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