Vietnamese
Albanian
Arabic
Armenian
Azerbaijani
Belarusian
Bengali
Bosnian
Catalan
Czech
Danish
Deutsch
Dutch
English
Estonian
Finnish
Français
Greek
Haitian Creole
Hebrew
Hindi
Hungarian
Icelandic
Indonesian
Irish
Italian
Japanese
Korean
Latvian
Lithuanian
Macedonian
Mongolian
Norwegian
Persian
Polish
Portuguese
Romanian
Russian
Serbian
Slovak
Slovenian
Spanish
Swahili
Swedish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
Български
中文(简体)
中文(繁體)
BMC Genomics 2011-Jul

Combined analysis of transcriptome and metabolite data reveals extensive differences between black and brown nearly-isogenic soybean (Glycine max) seed coats enabling the identification of pigment isogenes.

Chỉ người dùng đã đăng ký mới có thể dịch các bài báo
Đăng nhập Đăng ký
Liên kết được lưu vào khay nhớ tạm
Nik Kovinich
Ammar Saleem
John T Arnason
Brian Miki

Từ khóa

trừu tượng

BACKGROUND

The R locus controls the color of pigmented soybean (Glycine max) seeds. However information about its control over seed coat biochemistry and gene expressions remains limited. The seed coats of nearly-isogenic black (iRT) and brown (irT) soybean (Glycine max) were known to differ by the presence or absence of anthocyanins, respectively, with genes for only a single enzyme (anthocyanidin synthase) found to be differentially expressed between isolines. We recently identified and characterized a UDP-glycose:flavonoid-3-O-glycosyltransferase (UGT78K1) from the seed coat of black (iRT) soybean with the aim to engineer seed coat color by suppression of an anthocyanin-specific gene. However, it remained to be investigated whether UGT78K1 was overexpressed with anthocyanin biosynthesis in the black (iRT) seed coat compared to the nearly-isogenic brown (irT) tissue.In this study, we performed a combined analysis of transcriptome and metabolite data to elucidate the control of the R locus over seed coat biochemistry and to identify pigment biosynthesis genes. Two differentially expressed late-stage anthocyanin biosynthesis isogenes were further characterized, as they may serve as useful targets for the manipulation of soybean grain color while minimizing the potential for unintended effects on the plant system.

RESULTS

Metabolite composition differences were found to not be limited to anthocyanins, with specific proanthocyanidins, isoflavones, and phenylpropanoids present exclusively in the black (iRT) or the brown (irT) seed coat. A global analysis of gene expressions identified UGT78K1 and 19 other anthocyanin, (iso)flavonoid, and phenylpropanoid isogenes to be differentially expressed between isolines. A combined analysis of metabolite and gene expression data enabled the assignment of putative functions to biosynthesis and transport isogenes. The recombinant enzymes of two genes were validated to catalyze late-stage steps in anthocyanin biosynthesis in vitro and expression profiles of the corresponding genes were shown to parallel anthocyanin biosynthesis during black (iRT) seed coat development.

CONCLUSIONS

Metabolite composition and gene expression differences between black (iRT) and brown (irT) seed coats are far more extensive than previously thought. Putative anthocyanin, proanthocyanidin, (iso)flavonoid, and phenylpropanoid isogenes were differentially-expressed between black (iRT) and brown (irT) seed coats, and UGT78K2 and OMT5 were validated to code UDP-glycose:flavonoid-3-O-glycosyltransferase and anthocyanin 3'-O-methyltransferase proteins in vitro, respectively. Duplicate gene copies for several enzymes were overexpressed in the black (iRT) seed coat suggesting more than one isogene may have to be silenced to engineer seed coat color using RNA interference.

Tham gia trang
facebook của chúng tôi

Cơ sở dữ liệu đầy đủ nhất về dược liệu được hỗ trợ bởi khoa học

  • Hoạt động bằng 55 ngôn ngữ
  • Phương pháp chữa bệnh bằng thảo dược được hỗ trợ bởi khoa học
  • Nhận dạng các loại thảo mộc bằng hình ảnh
  • Bản đồ GPS tương tác - gắn thẻ các loại thảo mộc vào vị trí (sắp ra mắt)
  • Đọc các ấn phẩm khoa học liên quan đến tìm kiếm của bạn
  • Tìm kiếm dược liệu theo tác dụng của chúng
  • Sắp xếp sở thích của bạn và cập nhật các nghiên cứu tin tức, thử nghiệm lâm sàng và bằng sáng chế

Nhập một triệu chứng hoặc một căn bệnh và đọc về các loại thảo mộc có thể hữu ích, nhập một loại thảo mộc và xem các bệnh và triệu chứng mà nó được sử dụng để chống lại.
* Tất cả thông tin dựa trên nghiên cứu khoa học đã được công bố

Google Play badgeApp Store badge