Biểu hiện của gen ty thể orfH79 từ gạo CMS-Honglian ức chế sự phát triển của Escherichia coli thông qua việc tiêu thụ oxy kém

SpringerPlus - Tập 5 - Trang 1-7 - 2016
Xia Ding1, Qiusheng Chen1, Canming Bao1, Aihua Ai1, Ying Zhou1, Shaobo Li1, Hongwei Xie2, Youlin Zhu1, Yaohui Cai2, Xiaojue Peng1
1Key Laboratory of Molecular Biology and Gene Engineering of Jiangxi Province, College of Life Science, Nanchang University, Nanchang, People’s Republic of China
2Jiangxi Super-Rice Research and Development Center, Nanchang, People’s Republic of China

Tóm tắt

Sự vô sinh đực trong tế bào chất (CMS) thường liên quan đến các khung mở ty thể bất thường (ORF), orfH79 là một gen chimeric ty thể chịu trách nhiệm cho đặc điểm CMS ở gạo Honglian (HL). Trong nghiên cứu này, protein ORFH79 được sản xuất một cách yếu ớt đã ức chế đáng kể sự phát triển của E. coli trong môi trường có oxy, tuy nhiên, sự phát triển của các biến thể sản xuất ORFH79 không khác biệt so với mẫu kiểm soát trong điều kiện ủ kỵ khí. Ngoài ra, một tỷ lệ hô hấp thấp hơn, bề mặt vi khuẩn nhăn nheo và sự giảm hoạt động của pyruvate kinase và α-ketoglutarate dehydrogenase đã được quan sát thấy ở E. coli sản xuất ORFH79. Những kết quả này chỉ ra rằng ORFH79 làm suy yếu quá trình hô hấp oxy của E. coli, điều này có thể ức chế sự phát triển của E. coli.

Từ khóa

#CMS #ty thể #orfH79 #Escherichia coli #hô hấp oxy #protein #gạo Honglian.

Tài liệu tham khảo

Arockiasamy A, Krishnaswamy S (2000) Purification of integral outer-membrane protein OmpC, a surface antigen from Salmonella typhi for structure-function studies: a method applicable to entero-bacterial major outer-membrane protein. Anal Biochem 283:64–70 Dewey RE, Siedow JN, Timothy DH, Levings CS 3rd (1988) A 13-kilodalton maize mitochondrial protein in E. coli confers sensitivity to Bipolaris maydis toxin. Science 239:293–295 Ding X, Lv ZM, Zhao Y, Min H, Yang WJ (2008) MTH1745, a protein disulfide isomerase-like protein from thermophilic archaea, Methanothermobacter thermoautotrophicum involving in stress response. Cell Stress Chaperones 13:239–246 Duroc Y, Gaillard C, Hiard S, Defrance MC, Pelletier G, Budar F (2005) Biochemical and functional characterization of ORF138, a mitochondrial protein responsible for Ogura cytoplasmic male sterility in Brassiceae. Biochimie 87:1089–1100 Esterhazy D, King MS, Yakovlev G, Hirst J (2008) Production of reactive oxygen species by complex I (NADH: ubiquinone oxidoreductase) from Escherichia coli and comparison to the enzyme from mitochondria. Biochemistry 47:3964–3971 Gray MW (1999) Evolution of organellar genomes. Curr Opin Genet Dev 9:678–687 Grigorieff N (1998) Three-dimensional structure of bovine NADH: ubiquinone oxidoreductase (complex I) at 22 A in ice. J Mol Biol 277:1033–1046 Guenebaut V, Schlitt A, Weiss H, Leonard K, Friedrich T (1998) Consistent structure between bacterial and mitochondrial NADH: ubiquinone oxidoreductase (complex I). J Mol Biol 276:105–112 Hanson MR, Bentolila S (2004) Interactions of mitochondrial and nuclear genes that affect male gametophyte development. Plant Cell 16(Suppl):S154–S169 Luo D, Xu H, Liu Z, Guo J, Li H, Chen L, Fang C, Zhang Q, Bai M, Yao N, Wu H, Ji C, Zheng H, Chen Y, Ye S, Li X, Zhao X, Li R, Liu YG (2013) A detrimental mitochondrial-nuclear interaction causes cytoplasmic male sterility in rice. Nat Genet 45:573–577 Nakai S, Noda ND, Kondo M, Terachi T (1995) High-level expression of a mitochondrial orf522 gene from the male-sterile sunflower is lethal to E. coli. Breed Sci 45:233–236 Peng X, Wang K, Hu C, Zhu Y, Wang T, Yang J, Tong J, Li S (2004) The mitochondrial gene orfH79 plays a critical role in impairing both male gametophyte development and root growth in CMS-Honglian rice. BMC Plant Biol 10:125 Pettit FH, Hamilton L, Munk P, Namihira G, Eley MH, Willms CR, Reed LJ (1973) Alpha-keto acid dehydrogenase complexes. XIX. Subunit structure of the Escherichia coli alpha-ketoglutarate dehydrogenase complex. J Biol Chem 248:5282–5290 Wang Z, Zou Y, Li X, Zhang Q, Chen L, Wu H, Su D, Chen Y, Guo J, Luo D, Long Y, Zhong Y, Liu YG (2006) Cytoplasmic male sterility of rice with boro II cytoplasm is caused by a cytotoxic peptide and is restored by two related PPR motif genes via distinct modes of mRNA silencing. Plant cell 18:676–687 Wang K, Gao F, Ji Y, Liu Y, Dan Z, Yang P, Zhu Y, Li S (2013) ORFH79 impairs mitochondrial function via interaction with a subunit of electron transport chain complex III in Honglian cytoplasmic male sterile rice. New Phytol 198:408–418 Yi P, Wang L, Sun Q, Zhu Y (2002) Discovery of mitochondrial Chimeric gene associated with male sterility of HL-rice. Chin Sci Bull 47:744–747 Young JD, Cohn ZA, Gilula NB (1987) Functional assembly of gap junction conductance in lipid bilayers: demonstration that the major 27 kd protein forms the junctional channel. Cell 48:733–743