Molecular characterization of an anthocyanin-related glutathione S-transferase gene in Japanese gentian with the CRISPR/Cas9 system
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: The blue pigmentation of Japanese gentian flowers is due to a polyacylated anthocyanin, gentiodelphin, and all associated biosynthesis genes and several regulatory genes have been cloned and characterized. However, the final step involving the accumulation of anthocyanins in petal vacuoles remains unclear. We cloned and analyzed the glutathione S-transferases (GSTs) in Japanese gentian that are known to be involved in anthocyanin transport in other plant species. RESULTS: We cloned GST1, which is expressed in gentian flower petals. Additionally, this gene belongs to the Phi-type GST clade related to anthocyanin biosynthesis. We used the CRISPR/Cas9-mediated genome editing system to generate loss-of-function GST1 alleles. The edited alleles were confirmed by Sanger and next-generation sequencing analyses. The GST1 genome-edited lines exhibited two types of mutant flower phenotypes, severe (almost white) and mild (pale blue). The phenotypes were associated with decreased anthocyanin accumulation in flower petals. In the GST1 genome-edited lines, sugar-induced stress conditions inhibited the accumulation of anthocyanins in stems and leaves, suggestvhing that GST1 is necessary for stress-related anthocyanin accumulation in organs other than flowers. These observations clearly demonstrate that GST1 is the gene responsible for anthocyanin transport in Japanese gentian, and is necessary for the accumulation of gentiodelphin in flowers. CONCLUSIONS: In this study, an anthocyanin-related GST gene in Japanese gentian was functionally characterized. Unlike other biosynthesis genes, the functions of GST genes are difficult to examine in in vitro studies. Thus, the genome-editing strategy described herein may be useful for in vivo investigations of the roles of transport-related genes in gentian plants.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».