RTの参照遺伝子の開発

Dec 26, 2023

Scientific Reports volume 13、記事番号: 12296 (2023) この記事を引用

1491 アクセス

1 オルトメトリック

メトリクスの詳細

ジャトロファ クルカスは、バイオリファイナリー用途を持つ油糧種子作物です。 油抽出後に生成されるケーキは動物飼料のタンパク源としての可能性を秘めていますが、材料中に存在する有毒なホルボールエステルの不活化が必要です。 Pleurotus pulmonarius は、ヤトロファケーキの解毒剤であり、動物飼料、食用キノコ、および酵素生産としてのさらなる可能性を秘めています。 ホルボールエステル分解に関与する真菌遺伝子の特性評価には、他の産業用途と合わせて、逆転写定量 PCR (RT-qPCR) が遺伝子発現の正確な定量を可能にするツールです。 このため、信頼性の高い分析には、標的遺伝子に使用される条件下で検証された mRNA レベルの正規化のための参照遺伝子が必要です。 潜在的な参照遺伝子 β-TUB、ACTIN、GAPDH、PHOS、EF1α、TRPHO、LAC、MNP3、MYP および VP の安定性を、それぞれ毒性、非毒性のジャトロファケーキおよび併用処理での P. pulmonarius の増殖後に評価しました。 発現安定性解析のための NormFinder および geNorm アルゴリズムにより、PHOS、EF1α、および MNP3 が遺伝子発現の正規化に適切であることが特定されました。 ホルボールエステル分解に関与する可能性があるエステラーゼ酵素をコードする CHU_2040 遺伝子の相対発現を正規化した後、ランキングで対照的な参照遺伝子の組み合わせを比較しました。 P. pulmonarius の参照遺伝子は、ホルボール エステルの解毒に関与する機構の解明や、バイオリファイナリー モデルに適用するための標的遺伝子の分析を容易にします。

産業が環境に及ぼす悪影響を削減しようとする現在の世界的な動きは、食料、材料、エネルギー生産に再生可能な生物資源を利用して経済部門を持続可能性に向けて適応させるバイオエコノミー概念の発展につながりました。 農業産業は、バイオリファイナリーなどの統合モデル内で、再生可能原料、低炭素生産、土地利用の最適化に関して変革を迎えています。 これに関連して、潜在的な産業および農業用途を持つ油糧種子作物である Jatropha curcas L. は、主に潜在的な持続可能なバイオ燃料作物として認識されています 1,2,3。 しかし、タンパク質、窒素、リン、カリウム、炭素が豊富なリグノセルロース残基であるジャトロファケーキの副産物に付加価値を与えるには困難が存在します。 この残留物の動物飼料への適用は、ホルボール エステル ジテルペンなどの有毒で熱安定性の抗栄養因子の存在により、現在制限されています4、5、6。

テルペンは植物の二次代謝に由来する化合物であり、植物の発育、生態学的相互作用、害虫や病原体に対する防御反応において基本的な役割を果たします7,8。 これらの化合物は、化粧品、医薬品、医薬品、殺虫剤の製造などの工業プロセスで広く使用されている7、9、10が、工業用パルプや紙の生産から蓄積する主要な汚染物質の1つでもあります11。 これを考慮すると、そのような物質とその誘導体を分解できる微生物の生物学的探索は、バイオレメディエーションにおいて基本的に重要です。 ジャトロファケーキ中のジテルペンホルボールエステルの生物解毒は、残留物を肥料または動物飼料サプリメントとして下流で応用できる可能性をもたらします。 適切な微生物は、存在する有毒化合物の分解を可能にするだけでなく、潜在的に付随して栄養価を高めたり、酵素、生理活性化合物、および/または食用キノコなどの付加価値のある副産物を生成したりする可能性があります。 J. curcas 油抽出後に生成されるケーキ中のホルボール エステルの生分解機構の基礎となる遺伝子と代謝経路は、現在十分に調査されていません。 しかし、特定の微生物の増殖により、有毒なジテルペンの分解に役割を果たすエステラーゼ、リパーゼ、プロテアーゼなどの細胞外酵素の分泌が引き起こされる可能性があることが実証されています3,12。