Published August 29, 2017 | Version v1
Publication Open

Key glycolytic branch influences mesocarp oil content in oil palm

Creators

  • 1. Subang Jaya Medical Centre
  • 2. National University of Singapore

Description

Abstract The fructose-1,6-bisphosphate aldolase catalyzed glycolysis branch that forms dihydroxyacetone phosphate and glyceraldehyde-3-phosphate was identified as a key driver of increased oil synthesis in oil palm and was validated in Saccharomyces cerevisiae . Reduction in triose phosphate isomerase (TPI) activity in a yeast knockdown mutant resulted in 19% increase in lipid content, while yeast strains overexpressing oil palm fructose-1,6-bisphosphate aldolase ( EgFBA ) and glycerol-3-phosphate dehydrogenase ( EgG3PDH ) showed increased lipid content by 16% and 21%, respectively. Genetic association analysis on oil palm SNPs of EgTPI SD_SNP_000035801 and EgGAPDH SD_SNP_000041011 showed that palms harboring homozygous GG in EgTPI and heterozygous AG in EgGAPDH exhibited higher mesocarp oil content based on dry weight. In addition, AG genotype of the SNP of EgG3PDH SD_SNP_000008411 was associated with higher mean mesocarp oil content, whereas GG genotype of the EgFBA SNP SD_SNP_000007765 was favourable. Additive effects were observed with a combination of favourable alleles in TPI and FBA in Nigerian x AVROS population (family F7) with highest allele frequency GG.GG being associated with a mean increase of 3.77% (p value = 2.3E −16 ) oil content over the Family 1. An analogous effect was observed in yeast, where overexpressed EgFBA in TPI - resulted in a 30% oil increment. These results provide insights into flux balances in glycolysis leading to higher yield in mesocarp oil-producing fruit.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

الخلاصة تم تحديد فرع تحلل السكر المحفّز من الفركتوز-1، 6 -بيسفوسفات الألدولاز الذي يشكل فوسفات ثنائي هيدروكسي أسيتون وجليسيرالديهايد-3 -فوسفات كمحرك رئيسي لزيادة تخليق الزيت في زيت النخيل وتم التحقق من صحته في السكرية المخية . أدى الانخفاض في نشاط أيزوميراز ثلاثي الفوسفات (TPI) في طفرة الخميرة إلى زيادة بنسبة 19 ٪ في محتوى الدهون، في حين أظهرت سلالات الخميرة زيادة في إفراز زيت نخيل الفركتوز -1،6 -ثنائي الفوسفات ألدولاز ( EgFBA ) ونازعة هيدروجين الجلسرين -3 -فوسفات (EgG3PDH) زيادة في محتوى الدهون بنسبة 16 ٪ و 21 ٪ على التوالي. أظهر تحليل الارتباط الوراثي على SNPs زيت نخيل EgTPI SD_SNP _000035801 و EgGAPDH SD_SNP _000041011 أن النخيل الذي يحتوي على GG متماثل الزيجوت في EgTPI و AG متغاير الزيجوت في EgGAPDH أظهر محتوى زيت متوسط الكربوهيدرات أعلى بناءً على الوزن الجاف. بالإضافة إلى ذلك، ارتبط النمط الجيني AG لـ SNP لـ EgG3PDH SD_SNP _000008411 بمتوسط أعلى لمحتوى زيت الكربوهيدرات المتوسطة، في حين كان النمط الجيني GG لـ EgFBA SNP SD_SNP _000007765 مواتياً. لوحظت تأثيرات مضافة مع مزيج من الأليلات المواتية في TPI و FBA في السكان النيجيريين x AVROS (الأسرة F7) مع ارتباط أعلى تردد للأليل GGG بمتوسط زيادة قدره 3.77 ٪ (قيمة p = 2.3E −16 ) محتوى الزيت على الأسرة 1. لوحظ تأثير مماثل في الخميرة، حيث أدى الإفراط في التعبير عن EgFBA في TPI - إلى زيادة الزيت بنسبة 30 ٪. توفر هذه النتائج نظرة ثاقبة لتوازنات التدفق في تحلل السكر مما يؤدي إلى زيادة العائد في الفاكهة المنتجة للنفط في الكربوهيدرات المتوسطة.

Translated Description (French)

Résumé La branche de glycolyse catalysée par la fructose-1,6-bisphosphate aldolase qui forme le phosphate de dihydroxyacétone et le glycéraldéhyde-3-phosphate a été identifiée comme un facteur clé de l'augmentation de la synthèse de l'huile dans le palmier à huile et a été validée chez Saccharomyces cerevisiae . La réduction de l'activité de la triose phosphate isomérase (TPI) chez un mutant knockdown de levure a entraîné une augmentation de 19% de la teneur en lipides, tandis que les souches de levure surexprimant la fructose-1,6-bisphosphate aldolase de palmier à huile (EgFBA) et la glycérol-3-phosphate déshydrogénase (EgG3PDH) ont montré une augmentation de la teneur en lipides de 16% et 21%, respectivement. L'analyse de l'association génétique sur les SNP de palmier à huile d'EgTPI SD_SNP_000035801 et EgGAPDH SD_SNP_000041011 a montré que les palmiers hébergeant une GG homozygote dans EgTPI et une AG hétérozygote dans EgGAPDH présentaient une teneur en huile de mésocarpe plus élevée en fonction du poids sec. De plus, le génotype AG du SNP de EgG3PDH SD_SNP_000008411 était associé à une teneur moyenne en huile de mésocarpe plus élevée, alors que le génotype GG du SNP SD_SNP_000007765 de EgFBA était favorable. Des effets additifs ont été observés avec une combinaison d'allèles favorables dans le TPI et le FBA dans la population nigériane x AVROS (famille F7), la fréquence la plus élevée des allèles GG.GG étant associée à une augmentation moyenne de 3,77 % (valeur p = 2,3E −16 ) de la teneur en huile par rapport à la famille 1. Un effet analogue a été observé chez la levure, où la surexpression d'EgFBA dans le TPI a entraîné une augmentation de 30% de l'huile. Ces résultats donnent un aperçu des équilibres de flux dans la glycolyse conduisant à un rendement plus élevé dans les fruits producteurs d'huile de mésocarpe.

Translated Description (Spanish)

Resumen La rama de glucólisis catalizada por fructosa-1,6-bisfosfato aldolasa que forma fosfato de dihidroxiacetona y gliceraldehído-3-fosfato se identificó como un impulsor clave del aumento de la síntesis de aceite en la palma aceitera y se validó en Saccharomyces cerevisiae . La reducción en la actividad de la triosa fosfato isomerasa (TPI) en un mutante knockdown de levadura resultó en un aumento del 19% en el contenido de lípidos, mientras que las cepas de levadura que sobreexpresan fructosa-1,6-bisfosfato aldolasa de palma aceitera (EgFBA) y glicerol-3-fosfato deshidrogenasa ( EgG3PDH ) mostraron un aumento en el contenido de lípidos en un 16% y 21%, respectivamente. El análisis de asociación genética en los SNP de palma aceitera de EgTPI SD_SNP_000035801 y EgGAPDH SD_SNP_000041011 mostró que las palmas que albergan GG homocigótico en EgTPI y AG heterocigótico en EgGAPDH exhibieron un mayor contenido de aceite de mesocarpio en función del peso seco. Además, el genotipo AG del SNP de EgG3PDH SD_SNP_000008411 se asoció con un mayor contenido medio de aceite de mesocarpio, mientras que el genotipo GG del EgFBA SNP SD_SNP_000007765 fue favorable. Se observaron efectos aditivos con una combinación de alelos favorables en TPI y FBA en la población nigeriana x AVROS (familia F7) con la frecuencia de alelos más alta GG.GG asociada con un aumento medio del contenido de aceite del 3,77% (valor de p = 2,3E-16) sobre la familia 1. Se observó un efecto análogo en la levadura, donde el EgFBA sobreexpresado en TPI dio como resultado un incremento de aceite del 30%. Estos resultados proporcionan información sobre los balances de flujo en la glucólisis que conducen a un mayor rendimiento en la fruta productora de aceite de mesocarpio.

Files

s41598-017-10195-3.pdf.pdf

Files (1.6 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:d9ff63615352eb88cab9b2df8d09612e
1.6 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
فرع تحلل السكر الرئيسي يؤثر على محتوى زيت الكربوهيدرات المتوسطة في زيت النخيل
Translated title (French)
La branche glycolytique clé influence la teneur en huile de mésocarpe dans le palmier à huile
Translated title (Spanish)
La rama glucolítica clave influye en el contenido de aceite de mesocarpio en la palma aceitera

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2745626168
DOI
10.1038/s41598-017-10195-3

Is supplement to
https://openalex.org/W969795745 (Other)
https://openalex.org/W2740148575 (Other)
https://openalex.org/W2148669366 (Other)
https://openalex.org/W2091828533 (Other)
https://openalex.org/W2067402940 (Other)
https://openalex.org/W2039571045 (Other)
https://openalex.org/W2027290994 (Other)
https://openalex.org/W2006192216 (Other)
https://openalex.org/W1982073541 (Other)
https://openalex.org/W1662669168 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Malaysia

References

  • https://openalex.org/W1965659712
  • https://openalex.org/W1967337138
  • https://openalex.org/W1975423672
  • https://openalex.org/W1983650084
  • https://openalex.org/W2002927213
  • https://openalex.org/W2007078276
  • https://openalex.org/W2013862041
  • https://openalex.org/W2017585819
  • https://openalex.org/W2017765865
  • https://openalex.org/W2019123127
  • https://openalex.org/W2021043947
  • https://openalex.org/W2026237496
  • https://openalex.org/W2034040080
  • https://openalex.org/W2037056618
  • https://openalex.org/W2040834467
  • https://openalex.org/W2050817160
  • https://openalex.org/W2077029795
  • https://openalex.org/W2078142138
  • https://openalex.org/W2090094032
  • https://openalex.org/W2098846873
  • https://openalex.org/W2107848327
  • https://openalex.org/W2111067013
  • https://openalex.org/W2127627501
  • https://openalex.org/W2133301154
  • https://openalex.org/W2146506602
  • https://openalex.org/W2147778463
  • https://openalex.org/W2150179956
  • https://openalex.org/W2164013352
  • https://openalex.org/W2178541737
  • https://openalex.org/W2232126919
  • https://openalex.org/W2339235356
  • https://openalex.org/W2346094579
  • https://openalex.org/W2346328896