Modifications de la structure moléculaire de la luzerne détectées par spectroscopie ATR-FTIR en réponse au silençage des gènes TT8 et HB12
Citation
Lei, Y., Hannoufa, A., Christensen, D., Shi, H., Prates, L.L., Yu, P. (2018). Molecular structural changes in alfalfa detected by ATR-FTIR spectroscopy in response to silencing of TT8 and HB12 genes, 19(4), http://dx.doi.org/10.3390/ijms19041046
Résumé en langage clair
Les protéines Transparent Testa 8 (TTB) et Homeobox 12 (HB12) peuvent toutes les deux influer sur la qualité du fourrage de luzerne en modifiant ses constituants, comme les fibres, les glucides et les protéines. Dans cette étude, nous avons examiné les changements spectraux des structures moléculaires de la luzerne induits par le silençage des gènes TT8 et HB12. Les résultats de l'analyse univariée ont montré que le sliençage des gènes TT8 et HB12 touchait surtout les glucides totaux, la région des amides et celles dles lipides. En conclusion, le silençage des gènes TT8 et HB12 a influé sur la structure moléculaire intrinsèque du profil des amides et des glucides de la luzerne, et l'analyse multivariée a permis de distinguer la luzerne chez laquelle l'expression des certains gènes avait été réprimée par rapport au témoin parental de type sauvage. Ces résultats devraient être pris en considération lors du déploiement de TT8 et HB12 dans les programmes de sélection.
Résumé
© 2018, les auteurs. Titulaire de la licence : MDPI, Bâle, Suisse. Dans la présente étude, nous avons examiné les changements spectraux des structures moléculaires de la luzerne induits par le silençage des gènes Transparent Testa 8 (TT8) et Homeobox 12 (HB12) au moyen d’analyses univariées et multivariées. Nous avons cultivé en serre, dans des conditions normales, des plantes de luzerne sauvage, des plantes de luzerne chez lesquelles l'expression du gène TT8 avait été réprimée par silençage (TT8i) ainsi que des plantes de luzerne chez lesquelles l'expression du gène HB12 avait été réprimée par silençage (HB12i). Nous avons ensuite procédé à la récolte lorsque les plantes étaient rendues entre le début et le milieu du stade végétatif. Les échantillons ont été lyophilisés et broyés à travers un tamis de 0,02 mm pour que nous puissions vérifier les spectres par spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier en mode réflectance totale atténuée (FTIR-RTA). Nous avons ensuite effectué des analyses univariées et multivariées des régions amides, glucidiques et lipidiques. Les résultats de l'analyse univariée ont montré que le silençage des gènes TT8 et HB12 influait sur la hauteur des pics de la plupart des glucides totaux (GT) et des glucides structuraux (GS), ainsi que sur la surface des glucides structuraux (SGS) dans les régions glucidiques; sur la hauteur des feuillets, la surface des amides et les rapports amide I/II et hélice-α/feuillet-β de la région amide; de même que sur la surface CH2 symétrique (CH2Sy), CH2 asymétrique (CH2As) et les surfaces (a)symétriques CH2 et CH3 (ASCC) dans la région lipidique. L’analyse multivariée a montré que l’analyse par regroupement hiérarchique (ARH) et l’analyse en composantes principales (ACP) permettaient de distinguer clairement les plantes de type sauvage des plantes transgéniques dans toutes les régions glucidiques de même que dans les régions lipidiques (a)symétriques CH2 et CH3 (ASCC). Dans la région des amides, l’ACP a permis de séparer le type sauvage, TT8i et HB12i en différents groupes, tandis que l’ARH a permis de grouper le type sauvage dans un groupe distinct. En conclusion, le silençage des gènes TT8 et HB12 a influé sur la structure moléculaire intrinsèque du profil des amides et des glucides de la luzerne, et l'analyse multivariée a permis de distinguer la luzerne chez laquelle l'expression de certains ghènes avait été réprimée par rapport au témoin parental de type suavage.