Identification and expression analysis of genes involved in somatic embryogenesis of centaury (Centaurium erythraea Rafn.)
Identifikacija i analiza ekspresije gena uključenih u somatsku embriogenezu kičice (Centaurium erythraea Rafn.)
Апстракт:
Kičica (Centaurium erythraea Rafn.) je lekovita biljka koja lako regeneriše putem somatske embriogeneze (SE) u uslovima in vitro. U cilju identifikacije gena sa ulogom u SE, sekvencirano je šest različitih tkiva kičice i de novo sastavljen transkriptom koji je funkcionalno anotiran prema NCBI nt, Swissprot i PFAM bazama podataka sa obogaćivanjem prema KOG i GO bazama. Analizom ekspresije 11 housekeeping gena u tkivima i organima različitih faza razvića utvrđeno je da su ribozomalni protein L2 (RPL2) i TATA-vezujući protein 1 (TBP1) optimalni referentni geni sa najstabilnijom ekspresijom tokom SE. U transkirptomu su identifikovani potencijalni geni markeri SE čija je ekspresija evaluirana u kolekciji tkiva i organa. Među njima se naročito izdvojila specifična ekspresija do sada nepoznatog transkripta CeNA1 u embriogenom kalusu, što ga čini potencijalnim markerom rane faze SE. Mapiranjem sekvence transkirpta na genom kičice pronađeno je sedam članova CeNA1 genske familije sa intaktnim ORF-om, čije su sekvence promotora in silico analizirane i utvrđena je egzon-intron struktura gena. Takođe, in silico je određena unutarćelijska lokalizacija i 3D struktura proteina CeNA1. Sekundarna i ciklična SE kod kičice je indukovana primenom 2,4-D i CPPU. Podloga koja sadrži 0,1 mgl-1 2,4-D i 0,25 mgl-1 CPPU omogućila je tri ciklusa SE i pokazala se optimalnom u pogledu broja primarnih somatskih embriona koji formiraju sekundarne embrione i broja i morfologije sekundarnih embriona po eksplantatu. Sekundarni embrioni sa imali visoku stopu klijavosti i konverzije u biljke i dodatno su histološki analizirani. Utvrđeno je da se ekspresija CeNA1 gena povećava u embriogenom tkivu tokom prelaska iz primarne ka prvom ciklusu sekundarne SE, a potom ostaje relativno nepromenjena. Pored toga, potvrđen je efekat genotipa na regenerativnu sposobnost embriogenog kalusa, pri čemu ekspresija odabranih gena, uključujući CeNA1, opada sa porastom diferenciranosti embriogenog tkiva.
Кључне речи:
Centaurium erythraea Rafn.; kičica; somatska embriogeneza; diferencijalno eksprimirani geni; CeNA1; sekundarna somatska embriogenezaИзвор:
University of Belgrade, Faculty of Biology, 2023, 1-184Финансирање / пројекти:
- Министарство науке, технолошког развоја и иновација Републике Србије, институционално финансирање - 200007 (Универзитет у Београду, Институт за биолошка истраживања 'Синиша Станковић') (RS-MESTD-inst-2020-200007)