Flavonolien biosynteesi tyrnin (Hippophaë rhamnoides) marjoissa
Haataja, Riitta (2017-11-20)
Flavonolien biosynteesi tyrnin (Hippophaë rhamnoides) marjoissa
Haataja, Riitta
(20.11.2017)
Tätä artikkelia/julkaisua ei ole tallennettu UTUPubiin. Julkaisun tiedoissa voi kuitenkin olla linkki toisaalle tallennettuun artikkeliin / julkaisuun.
Turun yliopisto
Tiivistelmä
Diplomityössä tutkittiin suomalaisten Tytti- ja Terhi-tyrnilajikkeiden (Hippophaë rhamnoides L.) flavonolien biosynteesigeenien ilmenemistasojen muutoksia sekä marjojen hedelmälihasta että siemenistä eri kasvukausien aikana. Tutkimukseen valittiin myös kaksi triasyyliglyserolien rasvahappokoostumusta muokkaavaa desaturaasi-entsyymin geeniä. Tutkimuksessa selvitettiin geenien ohjaamaa entsyymituotantoa transkriptiotasolla sekä tyrnilajikkeiden sopeutumista eri kasvuolosuhteisiin geenitasolla. Marjat oli poimittu viikoittain vuosina 2012 ja 2013 sekä Turun Satavasta että Kittilän Tepastosta. Marjojen flavonolipitoisuus ja -profiili ovat vielä analysoimatta.
Arabidopsis thaliana ja Vitis vinifera -mallikasveja apuna käyttäen etsittiin tutkittaville geeneille kootusta transkriptomitietokannasta tyrnin homologien nukleotidisekvenssit ja suunniteltiin toimivat alukkeet kvantitatiiviseen PCR-analyysiin. Hedelmälihasta sekä siemenistä eristettiin kokonais-RNA runsaasti polyfenoleja sisältävän kasvimateriaalin RNA-eristykseen optimoidulla menetelmällä. RNA:n laadun parantamiseksi käytettiin lisäksi litiumkloridisaostusta. Eristetty RNA syntetisoitiin käänteistranskrip-taasireaktiolla komplementaariseksi DNA:ksi, joka edelleen käsiteltiin DNaasilla. Biosynteesigeenien ilmenemistasot eri kasvukausina määritettiin suhteellisella kvantitoinnilla qPCR-menetelmällä sekä hedelmälihasta että siemenistä.
Flavonolit kertyvät marjan kehittyessä erityisesti sen pintaosiin ja hedelmälihaan. RNA:n heikko saanto kypsempien marjojen hedelmälihasta rajoitti geenien ilmenemistason analysointia tästä marjan osasta. Flavonolien biosynteesigeenien ilmenemistasojen muutokset molemmilla lajikkeilla sekä hedelmälihassa että siemenissä olivat hyvin samankaltaiset eri kasvuolosuhteissa. Eroja muutoskuvaajissa havaittiin odotetusti lähinnä hyvin kylmissä ja lämpimissä kasvuolosuhteissa tutkittujen lajikkeiden, vuosien ja kasvupaikkojen osalta. Hedelmälihassa geenien 4CL, FLS ja F3GT ilmenemistasot nousivat sekä samanaikaista ilmenemistä esiintyi geenien 3ORT, 7ORT, F3GT, OMT, F3H ja F3’H osalta. Tulokset olivat odotettavissa näiden geenien koodaamien entsyymien samankaltaisten katalyyttiominaisuuksien vuoksi flavonolien biosynteesissä. Siemenissä ilmenemistasot pääsääntöisesti laskivat, mutta satunnaista nousua havaittiin geeneillä FLS, OMT ja F3GT sekä samanaikaista ilmenemistä esiintyi geenien C4H, CHS ja F3H välillä. Nämä geenit koodaavat entsyymejä, jotka katalysoivat flavonolien biosynteesin alkupään reaktioita. Geenin FAD6 ilmenemistasot nousivat nuoressa hedelmälihassa osoittaen, että linolihappo oli merkittävin rasvahappo. Geenin FAD7&8 ilmenemistasot nousivat siemenessä vastaten α-linoleenihapon prosentuaalisen osuuden kasvua puolivälissä kasvukautta poimituissa marjoissa. Desaturaasigeenien muutoskuvaajat olivat molemmilla lajikkeilla hyvin samankaltaiset eri kasvuolosuhteissa. Diplomityön tuloksia voidaan hyödyntää tulevissa tutkimuksissa suomalaisiin tyrnilajikkeisiin liittyen sekä yleistietona tyrnimarjojen flavonoleista.
Arabidopsis thaliana ja Vitis vinifera -mallikasveja apuna käyttäen etsittiin tutkittaville geeneille kootusta transkriptomitietokannasta tyrnin homologien nukleotidisekvenssit ja suunniteltiin toimivat alukkeet kvantitatiiviseen PCR-analyysiin. Hedelmälihasta sekä siemenistä eristettiin kokonais-RNA runsaasti polyfenoleja sisältävän kasvimateriaalin RNA-eristykseen optimoidulla menetelmällä. RNA:n laadun parantamiseksi käytettiin lisäksi litiumkloridisaostusta. Eristetty RNA syntetisoitiin käänteistranskrip-taasireaktiolla komplementaariseksi DNA:ksi, joka edelleen käsiteltiin DNaasilla. Biosynteesigeenien ilmenemistasot eri kasvukausina määritettiin suhteellisella kvantitoinnilla qPCR-menetelmällä sekä hedelmälihasta että siemenistä.
Flavonolit kertyvät marjan kehittyessä erityisesti sen pintaosiin ja hedelmälihaan. RNA:n heikko saanto kypsempien marjojen hedelmälihasta rajoitti geenien ilmenemistason analysointia tästä marjan osasta. Flavonolien biosynteesigeenien ilmenemistasojen muutokset molemmilla lajikkeilla sekä hedelmälihassa että siemenissä olivat hyvin samankaltaiset eri kasvuolosuhteissa. Eroja muutoskuvaajissa havaittiin odotetusti lähinnä hyvin kylmissä ja lämpimissä kasvuolosuhteissa tutkittujen lajikkeiden, vuosien ja kasvupaikkojen osalta. Hedelmälihassa geenien 4CL, FLS ja F3GT ilmenemistasot nousivat sekä samanaikaista ilmenemistä esiintyi geenien 3ORT, 7ORT, F3GT, OMT, F3H ja F3’H osalta. Tulokset olivat odotettavissa näiden geenien koodaamien entsyymien samankaltaisten katalyyttiominaisuuksien vuoksi flavonolien biosynteesissä. Siemenissä ilmenemistasot pääsääntöisesti laskivat, mutta satunnaista nousua havaittiin geeneillä FLS, OMT ja F3GT sekä samanaikaista ilmenemistä esiintyi geenien C4H, CHS ja F3H välillä. Nämä geenit koodaavat entsyymejä, jotka katalysoivat flavonolien biosynteesin alkupään reaktioita. Geenin FAD6 ilmenemistasot nousivat nuoressa hedelmälihassa osoittaen, että linolihappo oli merkittävin rasvahappo. Geenin FAD7&8 ilmenemistasot nousivat siemenessä vastaten α-linoleenihapon prosentuaalisen osuuden kasvua puolivälissä kasvukautta poimituissa marjoissa. Desaturaasigeenien muutoskuvaajat olivat molemmilla lajikkeilla hyvin samankaltaiset eri kasvuolosuhteissa. Diplomityön tuloksia voidaan hyödyntää tulevissa tutkimuksissa suomalaisiin tyrnilajikkeisiin liittyen sekä yleistietona tyrnimarjojen flavonoleista.