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Journal of Zhejiang University. Science. B20000101Vol.18issue(8)

Artemisia Annuaのイソコリズムシンターゼ(AAICS1)遺伝子の分子クローニング、特性評価、およびプロモーター分析

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文献タイプ:
  • Journal Article
概要
Abstract

イソコリスミ酸シンターゼ(ICS)は、サリチル酸(SA)合成経路の重要な酵素です。ICS遺伝子の全長相補的DNA(cDNA)配列は、ARECHIAS1と名付けられたArtemisia Annua Lから分離されました。AAICS1という名前の遺伝子には、570アミノ酸のタンパク質をコードした1710 bpのオープンリーディングフレームが含まれていました。バイオインフォマティクスと比較研究により、AAICS1のポリペプチドタンパク質は、他の植物種のICSと高い相同性を持っていることが明らかになりました。サザンブロット分析は、AAICS1が単一コピー遺伝子である可能性があることを示唆しました。AAICS1の1470-BPプロモーターの分析により、TCリッチリピート、MYB結合部位(MBS)、TCAエレメントなど、異なるCIS作用調節要素が特定されました。定量的リアルタイムポリメラーゼ連鎖反応(QRT-PCR)を使用したA. annuaの多種組織におけるAAICS1転写レベルの分析は、古い葉が最も高い転写レベルを持っていることを示しました。AAICS1は、傷、干ばつ、塩分、およびSA治療の下で上方制御されていました。これは、AAICS1のプロモーター領域に予測されるシス作用要素の存在によって裏付けられました1。トランスジェニック植物とRNA干渉の過剰発現AAICS1のトランスジェニック系統を生成し、それらの発現を比較しました。トランスジェニックA. annuaの葉組織に起因する高性能液体クロマトグラフィー(HPLC)は、過剰発現植物のアルテミシニン含有量の増加を示しました。これらの結果は、AAICS1がアイソコリズム経路に関与していることを確認しています。

イソコリスミ酸シンターゼ(ICS)は、サリチル酸(SA)合成経路の重要な酵素です。ICS遺伝子の全長相補的DNA(cDNA)配列は、ARECHIAS1と名付けられたArtemisia Annua Lから分離されました。AAICS1という名前の遺伝子には、570アミノ酸のタンパク質をコードした1710 bpのオープンリーディングフレームが含まれていました。バイオインフォマティクスと比較研究により、AAICS1のポリペプチドタンパク質は、他の植物種のICSと高い相同性を持っていることが明らかになりました。サザンブロット分析は、AAICS1が単一コピー遺伝子である可能性があることを示唆しました。AAICS1の1470-BPプロモーターの分析により、TCリッチリピート、MYB結合部位(MBS)、TCAエレメントなど、異なるCIS作用調節要素が特定されました。定量的リアルタイムポリメラーゼ連鎖反応(QRT-PCR)を使用したA. annuaの多種組織におけるAAICS1転写レベルの分析は、古い葉が最も高い転写レベルを持っていることを示しました。AAICS1は、傷、干ばつ、塩分、およびSA治療の下で上方制御されていました。これは、AAICS1のプロモーター領域に予測されるシス作用要素の存在によって裏付けられました1。トランスジェニック植物とRNA干渉の過剰発現AAICS1のトランスジェニック系統を生成し、それらの発現を比較しました。トランスジェニックA. annuaの葉組織に起因する高性能液体クロマトグラフィー(HPLC)は、過剰発現植物のアルテミシニン含有量の増加を示しました。これらの結果は、AAICS1がアイソコリズム経路に関与していることを確認しています。

Isochorismate synthase (ICS) is a crucial enzyme in the salicylic acid (SA) synthesis pathway. The full-length complementary DNA (cDNA) sequence of the ICS gene was isolated from Artemisia annua L. The gene, named AaICS1, contained a 1710-bp open reading frame, which encoded a protein with 570 amino acids. Bioinformatics and comparative study revealed that the polypeptide protein of AaICS1 had high homology with ICSs from other plant species. Southern blot analysis suggested that AaICS1 might be a single-copy gene. Analysis of the 1470-bp promoter of AaICS1 identified distinct cis-acting regulatory elements, including TC-rich repeats, MYB binding site (MBS), and TCA-elements. An analysis of AaICS1 transcript levels in multifarious tissues of A. annua using quantitative real-time polymerase chain reaction (qRT-PCR) showed that old leaves had the highest transcription levels. AaICS1 was up-regulated under wounding, drought, salinity, and SA treatments. This was corroborated by the presence of the predicted cis-acting elements in the promoter region of AaICS1. Overexpressing transgenic plants and RNA interference transgenic lines of AaICS1 were generated and their expression was compared. High-performance liquid chromatography (HPLC) results from leaf tissue of transgenic A. annua showed an increase in artemisinin content in the overexpressing plants. These results confirm that AaICS1 is involved in the isochorismate pathway.

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