ノトギンセノサイド生合成に関与するMeJA応答性AP2/ERF転写因子の比較トランスクリプトーム解析

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3 Biotech.2020 Jul;10(7):290. 2246. doi: 10.1007/s13205-020-02246-w.Epub 2020-06-05.

ノトギンセノサイド生合成に関与するMeJA応答性AP2/ERF転写因子の比較トランスクリプトーム解析

Comparative transcriptome analysis of MeJA-responsive AP2/ERF transcription factors involved in notoginsenosides biosynthesis.

Tingwen Lin
Jinfa Du
Xiaoyan Zheng
Ping Zhou
Ping Li
Xu Lu

PMID: 32550109 PMCID: PMC7275109. DOI: 10.1007/s13205-020-02246-w.

抄録

トリテルペンサポニン生合成経路の遺伝子選択には、差分トランスクリプトーム解析が有効である。また、MeJA 誘発の差動トランスクリプトームはまだ解析されていない。本研究では、根とジャスモネートメチル（MeJA）誘発根のトランスクリプトームを比較解析した結果、83,532個のユニゲンが組み合わされ、21,947個のユニゲンが発現していることが明らかになった。また、MeJA処理により根に有意に誘導された16のAP2/ERF転写因子を選択して解析を行った。これら16のAP2/ERF転写因子のリアルタイム定量PCR(RT-qPCR)と共発現ネットワーク解析により、ノトギンセノサイド生合成の鍵となるダンマレンジオールII合成酵素遺伝子( )とスクアレンエポキシダーゼ遺伝子( )との間に有意な相関があることが明らかになった。系統樹解析を行い、16個の候補AP2/ERF転写因子とその他38個の転写因子を解析した。系統樹解析の結果、PnERF2, AtERF3, AtERF7, TcERF12と他の7つの転写因子は同一枝にあり、PnERF3はAtDREB1A, GhERF38, TcAP2と進化的に密接な関係を持っていた。これらの比較トランスクリプトーム解析とAP2/ERF転写因子解析の結果は、PnERF3の耐病性とノトギンセノサイド生合成の研究をさらに進めるための基礎を築いた。

Differential transcriptome analysis is an effective method for gene selection of triterpene saponin biosynthetic pathways. MeJA-induced differential transcriptome of has not been analyzed yet. In this study, comparative transcriptome analysis of roots and methyl jasmonate (MeJA)-induced roots revealed 83,532 assembled unigenes and 21,947 differentially expressed unigenes. Sixteen AP2/ERF transcription factors, which were significantly induced by MeJA treatment in the root of , were selected for further analysis. Real-time quantitative PCR (RT-qPCR) and co-expression network analysis of the 16 AP2/ERF transcription factors showed that and had significant correlation with dammarenediol II synthase gene () and squalene epoxidase gene (), which are key genes in notoginsenoside biosynthesis, in different tissues and MeJA-induced roots. A phylogenetic tree was conducted to analyze the 16 candidate AP2/ERF transcription factors and other 38 transcription factors. The phylogenetic tree analysis showed PnERF2, AtERF3, AtERF7, TcERF12 and other seven transcriptional factors are in same branch, while PnERF3 had close evolutionary relationships with AtDREB1A, GhERF38 and TcAP2. The results of comparative transcriptomes and AP2/ERF transcriptional factors analysis laid a solid foundation for further investigations of disease resistance and notoginsenoside biosynthesis in .