Разработка эталонных генов для RT

Dec 26, 2023

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 12296 (2023) Цитировать эту статью

1491 Доступов

1 Альтметрика

Подробности о метриках

Ятрофа куркас — масличная культура, используемая в биоперерабатывающих заводах. Хотя жмых, образующийся после экстракции масла, потенциально может служить источником белка для корма для животных, необходима инактивация токсичных эфиров форболов, присутствующих в материале. Pleurotus pulmonarius является детоксифицирующим средством жмыха ятрофы, имеющим дополнительный потенциал в качестве корма для животных, съедобных грибов и производства ферментов. Для характеристики грибных генов, участвующих в деградации эфира форбола, а также для других промышленных применений, количественная ПЦР с обратной транскрипцией (RT-qPCR) представляет собой инструмент, который позволяет точно количественно оценить экспрессию генов. Для этого надежный анализ требует эталонных генов для нормализации уровней мРНК, подтвержденных в условиях, применяемых для целевых генов. Стабильность потенциальных эталонных генов β-TUB, ACTIN, GAPDH, PHOS, EF1α, TRPHO, LAC, MNP3, MYP и VP оценивали после роста P. pulmonarius на токсичном, нетоксичном жмыхе ятрофы и комбинированном лечении соответственно. Алгоритмы NormFinder и geNorm для анализа стабильности экспрессии идентифицировали PHOS, EF1α и MNP3 как подходящие для нормализации экспрессии генов. Сравнительные по рангу эталонные комбинации генов сравнивали после нормализации относительной экспрессии гена CHU_2040, кодирующего фермент эстеразу, потенциально участвующий в деградации сложного эфира форбола. Эталонные гены P. pulmonarius будут способствовать выяснению механизмов, участвующих в детоксикации эфиров форбола, а также анализу генов-мишеней для применения в моделях биопереработки.

Нынешнее глобальное стремление уменьшить негативное воздействие промышленности на окружающую среду привело к развитию концепции биоэкономики, в которой экономические сектора адаптируются к устойчивому использованию возобновляемых биологических ресурсов для производства продуктов питания, материалов и энергии. Агропромышленность переживает трансформацию в отношении возобновляемого сырья, низкоуглеродного производства и оптимизации землепользования в рамках интегративных моделей, таких как биоперерабатывающие заводы. В этом контексте ятрофа куркас L., масличная культура, имеющая потенциальное промышленное и сельскохозяйственное применение, признается, прежде всего, как потенциальная устойчивая культура для производства биотоплива1,2,3. Однако существуют трудности с повышением ценности побочного продукта жмыха ятрофы, который представляет собой лигноцеллюлозный остаток, богатый белками, азотом, фосфором, калием и углеродом. Применение этого остатка в кормах для животных в настоящее время ограничено из-за присутствия токсичных и термостабильных антипитательных факторов, таких как дитерпены сложного эфира форбола4,5,6.

Терпены — это химические соединения, полученные в результате вторичного метаболизма растений, которые играют фундаментальную роль в развитии растений, экологических взаимодействиях и защитных реакциях против вредителей и патогенов7,8. Эти химические соединения, хотя и широко используются в промышленных процессах, таких как производство косметики, фармацевтических препаратов, лекарственных средств и инсектицидов7,9,10, также входят в число основных загрязнителей, накапливающихся в результате промышленного производства целлюлозы и бумаги11. Учитывая это, фундаментальное значение в биоремедиации имеет биоразведка микроорганизмов, способных разлагать такие вещества и их производные. Биодетоксикация дитерпеновых эфиров форбола в жмыхе ятрофы открывает возможности для последующего применения остатков в качестве удобрения или кормовой добавки для животных. Соответствующие микроорганизмы могут способствовать не только разложению присутствующих токсичных соединений, но потенциально также одновременно повышать пищевую ценность или генерировать другие побочные продукты с добавленной стоимостью, такие как ферменты, биологически активные соединения и/или съедобные грибы. Гены и метаболические пути, лежащие в основе механизма биоразложения эфира форбола в жмыхе, образующемся после экстракции масла J. curcas, в настоящее время плохо изучены. Однако было продемонстрировано, что специфический микробный рост может привести к секреции внеклеточных ферментов, таких как эстеразы, липазы и протеазы, которые играют роль в деградации токсичного дитерпена3,12.