Prostorni i vremenski obrazac biosinteze sekoiridoida i ksantona tokom ranog razvića diploidne i tetraploidne kičice

Abstract

Kičica (Centaurium erythraea Rafn) je bogat izvor brojnih bioaktivnih jedinjenja, među kojima su najzastupljeniji sekoiridoidi i ksantoni. Poznato je da na akumulaciju specijalizovanih metabolita u lekovitim biljkama utiču razni faktori (ploidnost i starost biljke, tip biljnog organa, itd.). U cilju ispitivanja optimalne produkcije sekoiridoida i ksantona radi boljeg iskorišćavanja biotehnološkog potencijala kičice praćene su promene biosinteze ovih specijalizovanih metabolita u izdancima i korenovima diploidne i tetraploidne kičice tokom tri meseca in vitro razvića. Rezultati uporedne analize ekspresije gena uključenih u biosintetske puteve sekoiridoida i ksantona i fitohemijskog profilisanja ovih jedinjenja su pokazali da su izdanci glavno mesto njihove akumulacije, kao i da njihov odnos varira tokom razvića. Koordinisana ekspresija biosintetskih gena uključenih u metabolizam iridoida i ksantona je regulisana na nivou transkripcije kako tokom razvića tako i na nivou organa. Povišeni nivoi ekspresije biosintetskih gena, ključnih za regulisanje metaboličkog fluksa, su u korelaciji sa sadržajem iridoida i ksantona. Tako je pojačana ekspresija GES, 8HGO i 7DLH2 praćena povećanom produkcijom iridoida, dok je viši nivo transkripata BS i 3HBL pozitivno korelisan sa akumulacijom heksa-supstituisanih ksantona. Može se zaključiti da je diploidni genotip perspektivniji od tetraploidnog u kontrolisanim in vitro uslovima kako u pogledu produkcije iridoida i ksantona, tako i u pogledu prirasta biomase.

Кичица (Centaurium erythraea Rafn) је богат извор бројних биоактивних једињења, међу којима су најзаступљенији секоиридоиди и ксантони.1 Познато је да на акумулацију специјализованих метаболита у лековитим биљкама утичу разни фактори (плоидност1 и старост биљке, тип биљног органа, итд.). У циљу испитивања оптималне продукције секоиридоида и ксантона ради бољег искоришћавања биотехнолошког потенцијала кичице праћене су промене биосинтезе ових специјализованих метаболита у изданцима и кореновима диплоидне и тетраплоидне кичице током три месеца in vitro развића.2 Резултати упоредне анализе експресије гена укључених у биосинтетске путеве секоиридоида и ксантона и фитохемијског профилисања ових једињења су показали да су изданци главно место њихове акумулације, као и да њихов однос варира током развића. Координисана експресија биосинтетских гена укључених у метаболизам иридоида и ксантона је регулисана на нивоу транскрипције како током развића тако и на нивоу органа. Повишени нивои експресије биосинтетских гена, кључних за регулисање метаболичког флукса, су у корелацији са садржајем иридоида и ксантона. Тако је појачана експресија GES, 8HGO и 7DLH2 праћена повећаном продукцијом иридоида, док је виши ниво транскрипата BS и 3HBL позитивно корелисан са акумулацијом хекса-супституисаних ксантона. Може се закључити да је диплоидни генотип перспективнији од тетраплоидног у контролисаним in vitro условима како у погледу продукције иридоида и ксантона, тако и у погледу прираста биомасе.