Перенакопление высших полиаминов в созревающих плодах трансгенных томатов восстанавливает метаболическую память, активирует гены, связанные с анаболизмом, и положительно влияет на качество питания.

Перенакопление высших полиаминов в созревающих плодах трансгенных томатов восстанавливает метаболическую память, активирует гены, связанные с анаболизмом, и положительно влияет на качество питания. Овощи и фрукты являются важными компонентами рациона человека, поскольку они являются источниками витаминов, минералов и клетчатки, а также содержат антиоксиданты, предотвращающие хронические заболевания. Наша цель - улучшить питательные свойства плодов томатов. Мы разработали трансгенные томаты, экспрессирующие дрожжевой ген S-аденозилметиониндекарбоксилазы (ySAMdc), управляемый специфическим для плодов промотором E8, для исследования роли полиаминов в метаболизме плодов. Стабильная интеграция химерного гена E8-ySAMdc в геном томата привела к специфическому для созревания накоплению полиаминов, спермидина (Spd) и спермина (Spm), что, в свою очередь, повлияло на более высокое накопление глутамина, аспарагина и органических кислот в красных фруктах со значительным снижение содержания валина, аспартата, сахарозы и глюкозы. Анализ профилей метаболитов предполагает, что Spd / Spm воспринимаются клетками плода как «сигнальные» метаболиты органического азота, что приводит к стимуляции секвестрации углерода; усиленный синтез биомолекул; повышенное соотношение кислоты к сахару, хороший признак фруктового аромата; и в накоплении другого «жизненно важного амина», холина, который является важным микроэлементом для развития мозга.

Ограниченный анализ транскриптома трансгенных плодов, которые накапливают высшие полиамины, выявил большое количество дифференциально экспрессируемых генов, около 55% из которых представляют дискретные функциональные категории, а остальные 45% были новыми, неизвестными или неклассифицированными: биосинтез аминокислот, биосинтез каротиноидов. , метаболизм клеточной стенки, семейство шаперонов, биосинтез флавоноидов, созревание плодов, биосинтез изопреноидов, биосинтез полиаминов, сигнальная трансдукция, стресс / защита, транскрипция, трансляция и вакуолярная функция. Между транскриптами некоторых генов и их белковыми продуктами было хорошее соответствие, но не в случае внутреннего белка тонопласта, который показал посттранскрипционную регуляцию. Более высокая метаболическая активность трансгенного плода отражается в более высокой респираторной активности и повышении регуляции шаперонов и транскриптов митохондриальной цитохромоксидазы по сравнению с контролем. Эти трансгенные растения являются новым ресурсом для понимания роли Spd / Spm в биологии плодов. Анализ транскриптома и метаболические профили трансгенных плодов, накапливающих Spd / Spm, предполагают наличие сложной регуляции и взаимосвязи между определенными метаболическими путями, которые восстанавливаются, когда Spd и Spm, вероятно, достигают определенного порога. Таким образом, полиамины действуют как антиапоптотические регуляторные молекулы и способны оживить метаболическую память в плодах томата.

PubMed ID: 17955994

Название журнала: Journal of AOAC International (ISSN: 1060-3271)

Список авторов: Mattoo Autar K, Chung Sang Ho, Goyal Ravinder K, Fatima Tahira, Solomos Theophanes, Srivastava Alka, Handa Avtar K

Молекулы в публикации: Регуляторы роста растений; Полиамины;

Список тематик: Фрукты / обмен веществ; Регуляция экспрессии генов, растение; Гены, Растение; Генетические методы; Геном, растение; Lycopersicon esculentum / генетика; Модели, биологические; Науки о питании; Регуляторы роста растений / метаболизма; Растения генетически модифицированные / генетика; Полиамины / химия; Трансгены;

Инструменты страницы