Cloning and accumulation of anthocyanin biosynthesis genes in developing tubers

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Abstract

Anthocyanins are a class of flavonoids that are responsible for the pigmentation of red potato periderm. The cDNAs of two genes were cloned from ‘Norland' periderm and, based on their sequence similarity to genes in various databases, were identified as the anthocyanin biosynthetic genes for leucoanthocyanidin dioxygenase (EC 1.14.11.19) and UDP glucose: flavonoid 3-O-glucosyl transferase (EC 2.4.1.91). The mRNA accumulation of these genes in periderm during the development of tubers was determined using RNA gel blot analyses. The mRNA of the putative LDOX was detected in cortex tissue and microtubers, but not in periderm. While mRNA of the putative UFGT was detected in cortex tissue and periderm of young tubers, but not in periderm of tubers weighing more than 25 g. These data suggest that accumulation of LDOX and UFGT mRNA may limit anthocyanin synthesis as Norland tubers develop.

RESUMEN

Las antocianinas son una clase de flavonoides responsables de la pigmentación roja del peridermo del tubérculo de papa. Se clonaron los cDNAs de dos genes del peridermo de ‘Norland' y en base a la semejanza de sus secuencias con los genes de varias bases de datos, fueron identificados como los genes que sintetizan las antocianinas leucoantocianidina dioxigenasa (EC 1.14.11.19) y de la UDP glucosa: flavonoide 3-O-glucosil transferasa (EC 2.4.1.91). La acumulación de mRNA de estos genes en el peridermo, durante el desarrollo de los tubérculos fue determinada utilizando el análisis gel blot. El mRNA del LDOX putativo fue detectado en el tejido de la corteza y los microtubérculos, pero no en el peridermo, mientras que el mRNA del UFGT putativo fue detectado en el tejido de la corteza de tubérculos jóvenes, pero no el peridermo de tubérculos con un peso mayor a los 25g. Estos datos sugieren que la acumulación de LDOX y UFGT mRNA pueden limitar la síntesis de antocianina a medida que los tubérculos de Norland desarrollan.

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