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De novo assembly and transcriptome of Pfaffia glomerata uncovers the role of photoautotrophy and the P450 family genes in 20-hydroxyecdysone production.
Batista, Diego Silva; Koehler, Andréa Dias; Romanel, Elisson; de Souza, Vinícius Cairus; Silva, Tatiane Dulcineia; Almeida, Maíra Carolina; Maciel, Talles Elisson F; Ferreira, Perácio Rafael Bueno; Felipe, Sérgio Heitor Sousa; Saldanha, Cleber Witt; Maldaner, Joseila; Dias, Leonardo Lucas Carnevalli; Festucci-Buselli, Reginaldo Alves; Otoni, Wagner Campos.
Afiliação
  • Batista DS; Universidade Estadual do Maranhão, São Luís, MA, Brazil.
  • Koehler AD; Departamento de Biologia Vegetal/BIOAGRO, Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, MG, Brazil.
  • Romanel E; Laboratório de Genômica de Plantas e Bioenergia (PGEMBL), Departamento de Biotecnologia, EEL/USP, Lorena, SP, Brazil.
  • de Souza VC; Departamento de Ciência da Computação, Universidade Federal de Juiz de Fora, Juiz de Fora, MG, Brazil.
  • Silva TD; Departamento de Biologia Vegetal/BIOAGRO, Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, MG, Brazil.
  • Almeida MC; Departamento de Biologia Vegetal/BIOAGRO, Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, MG, Brazil.
  • Maciel TEF; Departamento de Bioquímica e Biologia Molecular, Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, MG, Brazil.
  • Ferreira PRB; Departamento de Biologia Vegetal/BIOAGRO, Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, MG, Brazil.
  • Felipe SHS; Departamento de Biologia Vegetal/BIOAGRO, Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, MG, Brazil.
  • Saldanha CW; Centro de Pesquisa em Florestas/DDPA/SEAPI, Santa Maria, RS, Brazil.
  • Maldaner J; Centro de Pesquisa em Florestas/DDPA/SEAPI, Santa Maria, RS, Brazil.
  • Dias LLC; Campus Sete Lagoas, Universidade Federal de São João-del-Rei, Sete Lagoas, MG, Brazil.
  • Festucci-Buselli RA; Laboratório de Bioquímica e Genética Molecular, Universidade Federal Rural da Amazônia, Belém, PA, Brazil.
  • Otoni WC; Departamento de Biologia Vegetal/BIOAGRO, Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, MG, Brazil. wcotoni@gmail.com.
Protoplasma ; 256(3): 601-614, 2019 May.
Article em En | MEDLINE | ID: mdl-30357479
Pfaffia glomerata is a medically important species because it produces the phytoecdysteroid 20-hydroxyecdysone (20-E). However, there has been no ready-to-use transcriptome data available in the literature for this plant. Here, we present de novo transcriptome sequencing of RNA from P. glomerata in order to investigate the 20-E production as well as to understand the biochemical pathway of secondary metabolites in this non-model species. We then analyze the effect of photoautotrophy on the production of 20-E genes phylogenetically identified followed by expression analysis. For this, total messenger RNA (mRNA) from leaves, stems, roots, and flowers was used to construct indexed mRNA libraries. Based on the similarity searches against plant non-redundant protein database, gene ontology, and eukaryotic orthologous groups, 164,439 transcripts were annotated. In addition, the effect of photoautotrophy in two genes putatively involved in the 20-E synthesis pathway was analyzed. The Phantom gene (CYP76C), a precursor of the route, showed increased expression in P. glomerata plants cultured under photoautotrophic conditions. This was accompanied by increased production of this metabolite indicating a putative involvement in 20-E synthesis. This work reveals that several genes in the P. glomerata transcriptome are related to secondary metabolism and stresses, that genes of the P450 family participate in the 20-E biosynthesis route, and that plants cultured under photoautotrophic conditions promote an upregulated Phantom gene and enhance the productivity of 20-E. The data will be used for future investigations of the 20-E synthesis pathway in P. glomerata while offering a better understanding of the metabolism of the species.
Assuntos
Palavras-chave

Texto completo: 1 Coleções: 01-internacional Base de dados: MEDLINE Assunto principal: Família Multigênica / Genes de Plantas / Amaranthaceae / Sistema Enzimático do Citocromo P-450 / Ecdisterona / Processos Autotróficos / Processos Fototróficos / Transcriptoma Tipo de estudo: Prognostic_studies Idioma: En Revista: Protoplasma Assunto da revista: BIOLOGIA Ano de publicação: 2019 Tipo de documento: Article País de afiliação: Brasil

Texto completo: 1 Coleções: 01-internacional Base de dados: MEDLINE Assunto principal: Família Multigênica / Genes de Plantas / Amaranthaceae / Sistema Enzimático do Citocromo P-450 / Ecdisterona / Processos Autotróficos / Processos Fototróficos / Transcriptoma Tipo de estudo: Prognostic_studies Idioma: En Revista: Protoplasma Assunto da revista: BIOLOGIA Ano de publicação: 2019 Tipo de documento: Article País de afiliação: Brasil