ชุดถอดเสียง De Novo และการค้นพบยีนของ Cistanche Deserticola Fleshy Stem-Ⅱ

การจำแนกประเภทการทำงานของการถอดเสียงที่แสดงทั้งหมดโดยอิงตาม Gene Ontology และฐานข้อมูล KEGG

คำอธิบายประกอบ Gene Ontology (GO) ได้รับจากคำอธิบายประกอบ UniProt และไฟล์การเชื่อมโยงข้อมูลประจำตัว โดยรวมแล้ว มีการถอดเสียง 20,907 รายการ ซึ่งคิดเป็น 32.69% ของลำดับที่แสดงทั้งหมด ได้รับการมอบหมายให้กับเงื่อนไขการทำงาน 1,745 รายการ จากเงื่อนไข GO เชิงฟังก์ชันทั้งหมด การมอบหมายให้กับกระบวนการทางชีววิทยาประกอบด้วยส่วนใหญ่ (1,116, 63.95%) ตามด้วยส่วนประกอบของเซลล์ (329, 18.85%) และการทำงานของโมเลกุล (300, 17.20%) ฟังก์ชั่นที่ได้รับมอบหมายของการถอดเสียงที่แสดงครอบคลุมหมวดหมู่ GO ที่หลากหลาย และคำศัพท์ GO 10 อันดับแรกที่มีการถอดเสียงที่มีคำอธิบายประกอบมากที่สุดแสดงอยู่ในตารางที่ 3 เราจัดให้มีการกระจายการถอดเสียงที่แสดงทั้งหมดในหมวดหมู่ Gene Ontology สามหมวดหมู่ (ฟังก์ชันระดับโมเลกุล ส่วนประกอบของเซลล์ และ กระบวนการทางชีวภาพ) ในไฟล์เสริม (ชุดข้อมูล S3) คำศัพท์ GO ที่เกี่ยวข้องกับฟังก์ชันการจับและกิจกรรมทรานส์เฟอเรสนั้นมีการแสดงอย่างเด่นชัดในหมวดหมู่ฟังก์ชันโมเลกุล เกี่ยวกับฟังก์ชันการจับ การจับไอออนบวก (การถอดเสียง 4,394 ครั้ง) แสดงถึงปริมาณมากที่สุด รองลงมาคือการจับนิวคลีโอไทด์/นิวคลีโอไซด์ (โดยเฉลี่ย 3,404 การถอดเสียง) และการจับโปรตีน (2,422 การถอดเสียง) ในขณะที่อยู่ในกลุ่มกิจกรรมการถ่ายโอน กิจกรรมส่วนใหญ่คือกลุ่มที่มีการถ่ายโอนกลุ่มที่มีฟอสฟอรัส (2,256 รายการ, 65.77%) ในบรรดาหมวดหมู่ส่วนประกอบของเซลล์ ทรานสคริปต์จะอยู่ภายในเซลล์มากกว่า (โดยเฉลี่ย 10,581 ทรานสคริปต์) ในขณะที่ในหมวดหมู่กระบวนการทางชีวภาพ ทรานสคริปต์มีส่วนเกี่ยวข้องมากกว่าในกระบวนการเมแทบอลิซึมของโพลีเมอร์ชีวภาพ (โดยเฉลี่ย 6,683 ทรานสคริปต์) ตามมาด้วยการควบคุมกระบวนการเซลล์ (4,841 ทรานสคริปต์) ) การแสดงออกของยีน (การถอดเสียง 4,678 รายการ) และการขนส่ง (การถอดเสียง 3,512 รายการ)

ถังเก็บน้ำธรรมชาติเพื่อป้องกันโรคอัลไซเมอร์ PHGS75% ECH 30% ACT 12%

ในการขุดยีนที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์ทางชีวภาพของลิกนินและ PhG นั้น มีการค้นหาลำดับโปรตีนที่มีศักยภาพที่ไม่ซ้ำซ้อน 21,358 ลำดับเทียบกับลำดับยีนของสิ่งมีชีวิตพืช 13 ชนิดในฐานข้อมูล KEGG และได้ถูกกำหนดให้กับวิถีทาง KEGG 275 วิถีด้วยการตีอย่างน้อย 5 ครั้ง วิถีทาง 10 อันดับแรกที่มีลำดับสอดคล้องกันมากที่สุดแสดงอยู่ในตารางที่ 4 วิถีทางส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับกระบวนการเมแทบอลิซึมปฐมภูมิ เช่น เมแทบอลิซึมของกรดอะมิโนหรือโปรตีน (ko01230, ko04141 และ ko04120) เมแทบอลิซึมของคาร์โบไฮเดรต (ko01200 และ ko00500) และนิวคลีโอไทด์หรือ เมแทบอลิซึมของนิวคลีโอไซด์ (ko03018, ko00230 และ ko00240) นอกจากนี้ยังมีเส้นทางรองที่เกี่ยวข้องกับเมแทบอลิซึมอีก 27 เส้นทาง (รูปที่ 2) เช่น การสังเคราะห์ทางชีวภาพของเทอร์พีนอยด์แบ็คโบน การสังเคราะห์ฟีนิลโพรพานอยด์ การสังเคราะห์ทางแคโรทีนอยด์ การสังเคราะห์ทางชีวภาพของไอโซควิโนลีนอัลคาลอยด์ และการสังเคราะห์ทางชีวภาพของโทรเพน พิเพอริดีน และไพริดีนอัลคาลอยด์ ผลลัพธ์เหล่านี้ให้ข้อบ่งชี้เพิ่มเติมว่ากระบวนการเมแทบอลิซึมที่ออกฤทธิ์กำลังดำเนินอยู่ในค. เดสสิโคลาเนื้อเยื่อต้นกำเนิด การถอดเสียงที่แสดงทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับเส้นทาง KEGG แสดงอยู่ในไฟล์เสริม (ชุดข้อมูล S4) แม้ว่าจะมีการเปลี่ยนแปลงเส้นทางอย่างมีนัยสำคัญระหว่าง C. Deserticola และพืชอื่น ๆ เช่นข้าว (ชุดข้อมูล S5) แต่เป้าหมายหลักของเราในการศึกษานี้คือการเปิดเผยโปรไฟล์การถอดเสียงทั้งหมดของต้นกำเนิด C. Deserticola และเพื่อแสดงภาพเส้นทางที่เกี่ยวข้องของการสังเคราะห์ PhGs อันจะเป็นประโยชน์ในการชี้นำการเพาะปลูก

เอนไซม์เข้ารหัสยีนผู้สมัครที่เกี่ยวข้องในการสังเคราะห์ลิกนิน

ลิกนินเป็นพอลิเมอร์ตามธรรมชาติบนโลกที่มีมากเป็นอันดับสองในอาณาจักรพืช โดยประกอบด้วยวัสดุมากถึงหนึ่งในสามของวัสดุที่พบในผนังเซลล์พืช ลิกนินเป็นองค์ประกอบสำคัญของผนังเซลล์ ช่วยในการขนส่งทางน้ำ ให้การสนับสนุนทางกลและความสมบูรณ์ของโครงสร้าง และป้องกันเชื้อโรคและสัตว์กินพืช บทบาทของลิกนินเหล่านั้นมีคุณค่ามากในการสนับสนุนการเติบโตใต้ดินของ C. Deserticola ในทะเลทราย ในการศึกษานี้ เราได้นำเสนอภาพที่สมบูรณ์ของวิถีการสังเคราะห์ลิกนินใน C. Deserticola (รูปที่ 3) ซึ่งโมโนเมอร์ลิกนินถูกสังเคราะห์ทางชีวภาพจากฟีนิลอะลานีนผ่านชุดปฏิกิริยาของเอนไซม์ รวมถึงไฮดรอกซิเลชัน เมทิลเลชัน การรีดิวซ์ และกระบวนการออกซิเดชันพอลิเมอไรเซชัน ตรวจพบเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์ลิกนินสำหรับรูปแบบสังเคราะห์ส่วนใหญ่สามรูปแบบในเนื้อเยื่อหลอดเลือด (p-ไฮดรอกซิล-ฟีนิล (H), กัวอิซิล (G) และไซริงิล (S) ลิกนิน) และ 5-ไฮดรอกซิล-กัวอิซิล ลิกนิน ซึ่งได้รับการระบุเพียงเท่านั้น ในพืชที่ขาด COMT (กรดคาเฟอีน 3-O-methyltransferase, EC 2.1.1.68) (เช่น การล้มลง)

ฟีนิลอะลานีนแอมโมเนีย-ไลเอส (PAL, EC 4.3.1.24) เป็นเอนไซม์หลักตัวแรกในวิถีการสังเคราะห์ลิกนิน (รูปที่ 3) ซึ่งเปลี่ยนฟีนิลอะลานีนเป็นกรดซินนามิกโดยการขจัดสิ่งปนเปื้อนที่ไม่ออกซิเดชัน มีการจัดลำดับการอ่าน PAL ทั้งหมด 6,297 ครั้งและบันทึกการถอดเสียง PAL 7 รายการใน C. Deserticola (ตารางที่ 5) จากการเปรียบเทียบความคล้ายคลึงกันของลำดับ เราพบว่า 4 รายการ (comp28550_c1_seq1/2/3/5) มีความคล้ายคลึงมากกว่า 95% กับลำดับ mRNA ที่รู้จักของ C. Deserticola (gi| 289595227|gb|ADD12041.1|) ในขณะที่ comp28550_c1_seq4 และ comp25940_c0_seq1 มีความคล้ายคลึงกัน 77% และ 82% ตามลำดับ การทำนายของ ORF เผยให้เห็นว่าสำเนา 5 รายการมีศักยภาพในการเข้ารหัสโปรตีนและมีโดเมนไลเอสของกรดอะมิโนอะโรมาติก (PF00221.14) ในบรรดาสิ่งเหล่านั้น มีเพียงทรานสคริปต์ 28550_c1_seq4 เท่านั้นที่สามารถเข้ารหัสลำดับโปรตีนที่สมบูรณ์ของกรดอะมิโน 718 ตัวที่ตกค้าง มีรายงานว่า PAL ถูกเข้ารหัสโดยตระกูลหลายยีนขนาดเล็กในพืชส่วนใหญ่ เช่น 4 ตัวใน Arabidopsis thaliana, 5 ตัวใน Populus trichocarpa, 3 ตัวใน Scutellaria baicalensis และ 7 Cucumis sativus เป็นต้น การวิเคราะห์สายวิวัฒนาการของเราชี้ให้เห็นว่ามี 4 ตระกูล ยีนเข้ารหัส PAL ใน C.

Deserticola และเราตั้งชื่อพวกมันว่า CdPAL1, CdPAL2, CdPAL3 และ CdPAL4 ตามลำดับ (รูปที่ S2) 4-coumarate-CoA ligase (4CL, EC 6.2.1.12) และ trans-cinnamate 4-monooxygenase (CYP73A, EC 1.14.13.11) เป็นเอนไซม์สองตัวที่ทำหน้าที่เปลี่ยนกรดซินนามิกเป็นไดคูมารอล-CoA ในสองแบบย้อนกลับ คำสั่งซื้อ พวกมันยังอยู่ในแบ็คโบนและค่านิพจน์ FPKM คือ 39.57 และ 51.93 ตามลำดับ

ลิกนินสี่ประเภทถูกสังเคราะห์ทางชีวภาพโดยวิถีทางที่แตกต่างกันซึ่งควบคุมโดยเอนไซม์หลักสามชนิด ได้แก่ ซินนาโมอิล-CoA รีดักเตส (CCR, EC 1.2.1.44), ชิคิเมต o-ไฮดรอกซีซินนาโมอิลทรานสเฟอเรส (HCT, EC 2.3.1.133) และเฟอร์เรเลต{{1{ {56}}}}ไฮดรอกซีเลส (F5H, EC 1.14.-.-) CCR ได้รับการรายงานว่าเป็นจุดควบคุมของวิถีลิกนิน [50, 51] ซึ่งเร่งปฏิกิริยา X-CoA (X รวมถึงไดคูมารอล, คาเฟโออิล, เฟรูโลอิล, 5-ไฮดรอกซิล-เฟรูโลอิล และซินาโปอิล) ให้เป็น Y-อัลดีไฮด์ (Y รวมถึง p -คูการ์, คาเฟโออิล, โคนิเฟอริล, 5-ไฮดรอกซิล-โคนิเฟอริล และสแนป) ในขณะที่ HCT เร่งปฏิกิริยา p-คูมาโรอิล-CoA ไปเป็นกรด p-คูมาโรอิล ชิกิมิก/กรด p-คูมาโรอิลควินิก เอนไซม์ทั้งสองเช่นเดียวกับสวิตช์ ควบคุมการสังเคราะห์ทางชีวภาพของ P-hydroxyl-phenyl lignins หรือลิกนินอีกสามชนิด F5H เป็นสวิตช์สาขาอีกตัวหนึ่งที่ควบคุมไซรินจิลลิกนินและ 5-ไฮดรอกซิล-กัวเอซิลลิกนิน เอนไซม์ที่สำคัญอื่นๆ รวมถึงกรดคาเฟอิก 3-O-เมทิลทรานสเฟอเรส (COMT, EC 2.1.1.68), คาฟเฟโออิล-CoA O-เมทิลทรานสเฟอเรส (CCoAOMT, EC 2.1.1.104) และซินนามิล-แอลกอฮอล์ดีไฮโดรจีเนส (CAD, EC 1.1.1.195) ) ก็ถูกตรวจพบเช่นกัน ข้อมูลการแสดงออกโดยละเอียดแสดงอยู่ในตารางที่ 6 ยีนของเอนไซม์เหล่านี้ที่ระบุในการศึกษานี้จะเป็นแหล่งทรัพยากรที่มีคุณค่าสำหรับการศึกษาจีโนมเชิงฟังก์ชันในพืชสมุนไพรที่สำคัญนี้ เลือกยีน 10 ยีนที่เกี่ยวข้องกับเส้นทางการสังเคราะห์ลิกนินในตารางที่ 6 สำหรับการตรวจสอบ RT-qPCR เพื่อยืนยันผลลัพธ์ RNAseq ของเรา (รูปที่ 4) และความสัมพันธ์สูง (สัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์เพียร์สัน: 0.90343) บ่งชี้ความแม่นยำสูงและความสามารถในการทำซ้ำของการวิเคราะห์ถอดเสียงของเรา ชุดข้อมูล S1 แสดงรายการลำดับไพรเมอร์ที่ใช้ในการวิเคราะห์นี้

CISTANCHE TUBULOSA ธรรมชาติสำหรับการปรับปรุงการทำงานทางเพศ PHGS75% ECH 30% ACT 12%

เอ็นไซม์เข้ารหัสยีนผู้สมัครที่เกี่ยวข้องในการสังเคราะห์ทางชีวภาพของ PhGs

Phenylethanoid glycosides (PhGs) เป็นที่รู้กันว่าเป็นส่วนผสมหลักใน C. Deserticola โดยมีกิจกรรมในการปรับปรุงสมรรถภาพทางเพศ การขจัดอนุมูลอิสระ และการต่อต้านวัย องค์ประกอบทางเคมีสามประการของ PhGs ได้แก่ กรดอินทรีย์ แซ็กคาไรด์ และฟีนิลเอทานอลอะไกลคอน (รูปที่ 3) กรดอินทรีย์ซึ่งรวมถึงกรดคาเฟอิก กรดเฟรูลิก และกรดคูมาลิกเป็นผลิตภัณฑ์ของวิถีการสังเคราะห์ฟีนิลโพรพานอยด์ ส่วนประกอบของแซ็กคาไรด์ ได้แก่ กลูโคสและแรมโนสเป็นผลจากกระบวนการเมแทบอลิซึมของคาร์โบไฮเดรต เช่น เมแทบอลิซึมของแป้งและซูโครส เมแทบอลิซึมของน้ำตาลอะมิโนและนิวคลีโอไทด์ เมแทบอลิซึมของฟรุกโตสและมานโนส เป็นต้น อย่างไรก็ตาม วิถีการสังเคราะห์ทางชีวภาพของส่วนฟีนิลเอทานอลยังไม่ชัดเจน ที่นี่เราเสนอเส้นทางการสังเคราะห์ฟีนิลเอทานอลที่เป็นไปได้สองเส้นทางตามข้อมูลลำดับของเรา วิถีหนึ่งคือวิถีกรดคาเฟอิกหรือกรดเฟรูลิกที่รายงาน หรือที่รู้จักในชื่อวิถีกรดซินนามิกซึ่งคล้ายกับวิถีแกนหลักในการสังเคราะห์ลิกนิน อีกประการหนึ่งขึ้นอยู่กับวิถีเมแทบอลิซึมของฟีนิลอะลานีน (รูปที่ 3) ซึ่งฟีนิลอะลานีนไปเป็นฟีนิลเอทานอลสามารถทำได้โดย 'วิถีทาง Enrlich' ที่รู้จักกันซึ่งพบครั้งแรกในยีสต์เมื่อหนึ่งศตวรรษก่อน และตรวจสอบได้ในดอกพิทูเนีย มะเขือเทศ และดอกกุหลาบ ตรวจพบยีนเอนไซม์สี่ยีนที่เข้ารหัสแอสพาร์เทต/ไทโรซีนอะมิโนทรานสเฟอเรส ฮิสทิดีน-ฟอสเฟตอะมิโนทรานสเฟอเรส และปฐมภูมิเอมีนออกซิเดสซึ่งมีหน้าที่ในการเปลี่ยนฟีนิลอะลานีนเป็นฟีนิลเอธานอลถูกแสดงออกในลำต้นของ C. Deserticola ผลิตภัณฑ์ของฟีนิลเอทานอลอาจถูกออกซิไดซ์เพิ่มเติมโดยโมโนออกซีเจเนสหรือเมทิลเลตโดยเมทิลทรานสเฟอเรสไปเป็นอนุพันธ์ของมัน (ฟีนิลเอทานอลอะไกลคอน) ซึ่งมีส่วนร่วมในการสังเคราะห์ทางชีวภาพของ PhG โดยสรุป มีการเสนอวิถีการสังเคราะห์ทางชีวภาพสมมุติสองประการของฟีนิลเอทานอลอะไกลคอนค. เดสสิโคลาแต่ยังต้องศึกษาเพิ่มเติมอีก

การอภิปราย

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา จีโนมิกส์ของพืชมีการพัฒนาอย่างรวดเร็วด้วยการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการหาลำดับเจเนอเรชันใหม่ ในขณะที่งานวิจัยเพียงไม่กี่ชิ้นที่มุ่งเน้นไปที่จีโนมิกส์ของพืชสมุนไพรในทะเลทราย จำเป็นอย่างยิ่งที่ต้องทำการวิจัยจีโนมหรือการถอดเสียงเพื่อทำความเข้าใจการปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมที่แห้งแล้งและความเค็ม และเส้นทางการสังเคราะห์ทางชีวภาพของส่วนประกอบที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพที่สำคัญ การค้นพบทรานสคริปโตมเดอโนโวสำหรับพืชทางการแพทย์บางชนิด

เช่น โสม Panax, แปะก๊วย biloba และ Glycyrrhiza uralensis ถูกนำมาใช้ประโยชน์เป็นครั้งแรกโดยใช้แพลตฟอร์ม Roche 454 เนื่องจากมีความยาวในการอ่านที่ยาวนาน เนื่องจากความสามารถในการประกอบที่มีประสิทธิภาพด้วยการอ่านแบบสั้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งการอ่านแบบปลายคู่ที่ได้เปรียบ การจัดลำดับและการประกอบการถอดเสียงตามอิลลูมินาจึงถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางสำหรับสิ่งมีชีวิตแบบจำลองและไม่ใช่แบบจำลอง ในการศึกษานี้ เราสร้างการอ่านแบบปลายคู่ประมาณ 8G ของ 101 bp และสร้างลำดับยูนิยีนที่ยาวขึ้นโดยมีความยาวเฉลี่ย 725 bp ข้อมูลทรานสคริปต์โตมเฉพาะต้นกำเนิดขนาดใหญ่สามารถให้ข้อมูลอ้างอิงที่เป็นประโยชน์ และใช้ในการขุดเมแทบอลิซึมรองของส่วนประกอบที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพของ C. Deserticola มีการอ่านข้อมูลดิบทั้งหมด 81.62% ผ่านตัวกรองคุณภาพที่เข้มงวด (รวมถึงการตัดแต่งอะแดปเตอร์และการยกเลิกการอ่านคุณภาพต่ำ) ก่อนการประกอบ ซึ่งบ่งชี้ว่าข้อมูลลำดับของเรามีคุณภาพสูง และการอ่านคุณภาพสูง 82.08% มีประโยชน์สำหรับการประกอบ การอ่านอื่นๆ ที่ล้มเหลวในการใช้สำหรับการประกอบอาจมาจากข้อผิดพลาดในการเรียงลำดับ พารามิเตอร์การประกอบ และคณะ การอ่านคุณภาพสูงที่ไม่ได้ใช้เหล่านั้นยังคงมีประโยชน์ในการปรับปรุงการประกอบ de novo รวมกับการอ่านที่ยาวขึ้นจากแพลตฟอร์มอื่น (เช่น Roche 454) ในอนาคต

CISTANCHE TUBULOSA ธรรมชาติสำหรับการปรับปรุงการทำงานทางเพศ PHGS75% ECH 30% ACT 12%

การถอดเสียงที่รวบรวมไว้จำนวนมาก (30, 098) แสดงให้เห็นลำดับความคล้ายคลึงกันในระดับสูงกับยีนที่รู้จักในฐานข้อมูลสาธารณะ โดยบอกว่าข้อมูลคู่ปลายที่ใช้อิลลูมินาของเราครอบคลุมส่วนสำคัญของการถอดเสียงของ C. Deserticola การถอดเสียงที่ไม่มีการเข้าถึง BLAST อาจเนื่องมาจากบริเวณที่ไม่ได้แปล 3' หรือ 5', RNA ที่ไม่ได้เข้ารหัส หรือลำดับยีนใหม่ของ C. Deserticola การถอดเสียงที่แสดงออกมานั้นได้รับการใส่คำอธิบายประกอบไว้ในหมวดหมู่ GO และเส้นทาง KEGG ที่หลากหลาย (ตารางที่ 3 และ 4) ซึ่งการถอดเสียงจำนวนมากถูกกำหนดให้กับเส้นทางที่เกี่ยวข้องกับเมแทบอลิซึมรอง ดังที่เราทราบ ฟีนิลโพรพานอยด์สามารถทำหน้าที่เป็นสารประกอบต้านจุลชีพที่เหนี่ยวนำไม่ได้ซึ่งมีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับการใช้ชีวิตใต้ดิน [1] และยังทำหน้าที่เป็นโมเลกุลสัญญาณในปฏิกิริยาระหว่างพืชกับจุลินทรีย์ นอกเหนือจากประโยชน์ทางยา [68, 69] Terpenoid ใช้สำหรับการสังเคราะห์ทางชีวภาพของส่วนประกอบที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพ (เช่น 6- deoxycatalpol) [70] เราพบว่ายีนที่เกี่ยวข้องกับเส้นทางการสังเคราะห์ฟีนิลโพรพานอยด์และเทอร์พีนอยด์กระดูกสันหลังนั้นมีอยู่มากมายใน C. Deserticola ที่สำคัญกว่านั้น การค้นพบเส้นทางการสังเคราะห์ลิกนินที่มีการนำเสนออย่างดี (รูปที่ 3) บ่งชี้ถึงกระบวนการเมแทบอลิซึมที่ใช้งานอยู่ของลิกนินในลำต้น C. Deserticola ตรวจพบยีนของเอนไซม์ที่รู้จักทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์ทางชีวภาพของลิกนิน (รูปที่ 3) และเอนไซม์สำคัญสี่ชนิด ได้แก่ PAL, CCR, HCT และ F5H มีการแสดงออกที่ต่ำกว่า (FPKM 26.47, 3.89, 3.4 และ 3.83 ตามลำดับ) เมื่อเทียบกับ ยีนของเอนไซม์อื่นๆ (ตารางที่ 6) การเปลี่ยนแปลงการแสดงออกของยีนทั้งสามนั้นอาจส่งผลต่อการผลิตลิกนินใน C. Deserticola หรือไม่นั้นคุ้มค่ากับการศึกษาเพิ่มเติม PAL เป็นเอนไซม์สำคัญในการสังเคราะห์ลิกนิน และยังเกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์ฟีนิลโพรพานอยด์ เรสเวอราทรอล ฟลาโวนอยด์ และคูมาริน [71–74] เราตรวจพบยีน PAL ที่แตกต่างกันสี่ยีนในจีโนม C. Deserticola (S2 Fig) ซึ่งบังเอิญว่า PAL นั้นถูกเข้ารหัสโดยตระกูลหลายยีนขนาดเล็ก [39, 43, 45–49] และพิสูจน์เพิ่มเติมว่ามันอาจมีบทบาทสำคัญในการเผาผลาญคาร์บอนฟลักซ์ .

PhG เป็นสารออกฤทธิ์หลักใน C. Deserticola ยีนที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์ฟีนิลเอธานอลมีความสำคัญต่อคุณภาพของ C. Deserticola เราได้อนุมานเส้นทางการสังเคราะห์ทางชีวภาพที่แตกต่างกันสองเส้นทางของฟีนิลเอทานอลและยีนของเอนไซม์ 17 ยีนที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์ PhG ในลำต้น C. Deserticola กระบวนการหลังคาเฟอีน/กรดเฟรูลิกที่เป็นไปได้ (รูปที่ 3) ยังถูกอนุมานเป็นครั้งแรกโดยอิงตามสูตรโครงสร้างของตัวกลางและคุณสมบัติการเร่งปฏิกิริยาของเอนไซม์ที่เกี่ยวข้อง ซึ่งกรดคาเฟอิก/เฟรูลิกจะถูกออกซิไดซ์ครั้งแรกเป็นอนุพันธ์ของฟีนิลไพรูเวท จากนั้นหมู่คาร์บอกซิลก็ถูกกีดกันโดยดีคาร์บอกซิเลส ในที่สุดกลุ่มอัลดีไฮด์ก็ถูกเปลี่ยนกลับเป็นกลุ่มแอลกอฮอล์โดยดีไฮโดรจีเนส นี่เป็นการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการหาลำดับคู่ปลายของ Illumina เป็นครั้งแรกเพื่อตรวจสอบทรานสคริปโตมทั้งหมดของ C. Deserticola และเพื่อประกอบการอ่าน RNA-seq โดยไม่มีจีโนมอ้างอิง การศึกษานี้จะจัดหาทรัพยากรที่เป็นประโยชน์และลำดับยีนสำหรับการวิจัยจีโนมิกเชิงฟังก์ชันและโปรตีโอมิกส์เกี่ยวกับ C. Deserticola ในอนาคต

ข้อสรุป

ในการศึกษานี้ เราได้จัดทำโปรไฟล์ทรานสคริปต์โตมของต้นกำเนิด C. Deserticola โดยอาศัยข้อมูลการจัดลำดับปริมาณงานสูง ระบุยีนที่เกี่ยวข้องในเส้นทางการสังเคราะห์ทางชีวภาพของลิกนิน และยังอนุมานถึงเส้นทางการสังเคราะห์ทางชีวภาพที่เป็นไปได้ของ PhGs เป็นครั้งแรก ซึ่งจะช่วยเร่งความเข้าใจอย่างแน่นอน กระบวนการทางสรีรวิทยาที่ไม่ชัดเจนและคุณค่าทางยาอันยิ่งใหญ่ในระดับโมเลกุล จนถึงตอนนี้ นี่เป็นความพยายามครั้งแรกที่จะรวบรวม transcriptome ทั้งหมดของต้นกำเนิด C. Deserticola และเพื่อตรวจสอบเส้นทางการสังเคราะห์ทางชีวภาพของส่วนประกอบทางยาโดยใช้ชุดข้อมูลลำดับเบสของอิลลูมินา การศึกษาของเราอาจส่งเสริมการพัฒนายาธรรมชาติและการคัดเลือกพันธุ์ที่มีลักษณะทางยา

CISTANCHE TUBULOSA ธรรมชาติสำหรับการปรับปรุงการทำงานทางเพศ PHGS75% ECH 30% ACT 12%