Gene-silencing-induced changes in carbohydrate conformation in relation to bioenergy value and carbohydrate subfractions in modeled plant (Medicago sativa) with Down-Regulation of HB12 and TT8 transcription factors.

Li, X., Hannoufa, A., Zhang, Y., et Yu, P. (2016). « Gene-silencing-induced changes in carbohydrate conformation in relation to bioenergy value and carbohydrate subfractions in modeled plant (Medicago sativa) with Down-Regulation of HB12 and TT8 transcription factors. », International Journal of Molecular Sciences, 17(5: Article number 720), p. 1-14. doi : 10.3390/ijms17050720  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

La technologie de silençage génique par interférence ARN (RNAi) pourrait modifier la structure interne au niveau moléculaire et ainsi avoir des effets sur les biofonctions liées à la biodégradation, au métabolisme biochimique et à la disponibilité de composés bioactifs. Notre étude avait pour objectifs 1) de détecter les changements causés par le silençage (régulation à la baisse) des gènes codant les facteurs de transcription TT8 et HB12 dans la structure moléculaire des glucides d’une luzerne fourragère (Medicago sativa ssp. sativa), 2) déterminer les changements causés par le silençage des gènes dans la biodisponibilité des éléments nutritifs et leur assimilation par la luzerne, et 3) quantifier la corrélation entre ces changements dans la structure moléculaire et la biodisponibilité et l’assimilation des nutriments de la luzerne chez des ruminants. Voici les traitements expérimentaux appliqués : T1 = luzerne non transgénique sans silençage génique (code « NT »); T2 = luzerne HB12-RNAi avec régulation à la baisse du gène HB12 (code « HB12 »); T3 = luzerne TT8-RNAi avec régulation à la baisse du gène TT8 (code « TT8 »). Nous avons déterminé les changements dans la structure moléculaire causés par le silençage des gènes HB12 et TT8 par une méthode non destructrice de spectroscopie moléculaire dans l’infrarouge moyen visant les composés glucidiques structuraux, non structuraux et totaux. Nous avons évalué la biodisponibilité des nutriments de la luzerne modifiée pour les ruminants en déterminant sa composition en total des nutriments digestibles (TDN), en fibres réellement digestibles (tdNDF), en glucides non fibreux réellement digestibles (tdNFC), en acides gras réellement digestibles (tdFA) et en protéines brutes réellement digestibles (tdCP), ainsi que son profil énergétique (énergie digestible, énergie métabolisable, énergie nette), selon le système NRC‐2001. Nous avons déterminé les fractions glucidiques à l’aide du système CNCPS 6.0 mis à jour. Nos résultats montrent que le silençage génique a significativement modifié les pourcentages (en poids sec) de tdNFC (42,3 % (NT); 38,7 % (HB12); 37,4 % (TT8); p = 0,016) et de tdCP (20,8 % (NT); 19,4 % (HB12); 22,3 % (TT8); p = 0,009). Le silençage génique a aussi significativement modifié les pourcentages de glucides (CHO) dans les fractions CA4 (7,4 % (NT); 4.2 % (HB12); 4,4 % (TT8); p = 0,063) et CB1 (5,3 % (NT); 2,0 % (HB12), 2,6 % (TT8), p = 0,006). L’analyse de corrélation a montré que l’aire du pic du groupe fonctionnel de CHO structural à environ 1315 cm‐1 était significativement corrélée avec le TDN1x (r = ‐0,83, p = 0,042) et les tdNFC (r = ‐0,83, p = 0,042), tandis que la surface du pic à environ 1370 cm‐1 était significativement corrélée avec les tdNDF (r = ‐0,87, p = 0,025). Les rapports A_Non‐stCHO/A_StCHO et A_Non‐stCHO/A_CHO étaient significativement corrélés avec les tdFA (r = 0,83‐0,91, p < 0,05). Les fractions de glucides CA4 et CB1 étaient corrélées avec l’intensité spectrale des glucides de H_1415 et de H_1315 (p = 0,039 et p = 0,059, respectivement), tandis que la fraction CB3 était non significativement corrélée avec H_1150, H_1100 et H_1025 (p < 0,10). En conclusion, le silençage des gènes HB12 et TT8 par RNAi a modifié non seulement la structure moléculaire inhérente des CHO, mais aussi leurs biofonctions pour ce qui des fractions de glucides et de la digestion des nutriments.

Date de modification :