Characterisation and role of Isoamylase1 (Meisa1) gene in cassava

The current concept for starch biosynthesis in plants is that amylopectin, the major fraction of starch, is synthesised by the concerted actions of ADP-Glc pyrophosphorylase (AGPase), soluble starch synthase (SS), starch-branching enzyme (BE), and starch-debranching enzyme (DBE). We have isolated a cDNA clone of Isoamylase1 gene, a member of DBE family from cassava ( Manihot esculenta Crantz) storage root. The cloned cDNA fragment sequence (764 bp) showed high identity of 90% to Rcisa1, and 81% identity to Psisa1, Stisa1 and Atisa1. The deduced protein sequence showed highest (92%) identity with RCISA1. The comparative sequence analysis confirmed the cloned fragment to be M. esculenta isoamylase1 gene (Meisa1; accession number GU229751). Genomic analysis revealed occurrence of at least two copies of the Meisa1 gene. Highest Meisa1 transcript expression levels were detected in fibrous root followed by in the stem and least detected in the leaf and petiole. Analysis of the temporal expression pattern in the storage root showed initial and maximum expression at 90 days after planting (DAP), and declined thereafter to undetectable levels by 180 DAP. The results implicate a major role of Meisa1 in storage root differentiation and early starch granule initiation.

Dans le concept actuel de biosynthèse de l’amidon dans les plantes, l’amylopectine qui est la principale fraction de l’amidon, est synthétisée par des actions conjuguées de l’ADP-Glc pyrophosphorylase (AGPase), l’amidon soluble de synthase (SS), l’amidon branchant les enzymes (BE) et celui débranchant les enzymes (DBE). Nous avons isolé un clone d’ADNc du gène Isoamylase1, un membre de la famille de DBE de la racine de stockage du manioc ( Manihot esculenta Crantz). Un clone d’ADNc de gène Isoamylase1 a été isolé à partir de la racine de stockage du manioc (Manihot esculenta Crantz). Le fragment de la séquence d’ADNc (764 bp) cloné a montré une identité élevée de 90% de Rcisa1 et 81% d’identité de Psisa1, Stisa1 et Atisa1. La séquence de protéine déduite a montré une identité avec RCISA1 la plus élevée (92%). L’analyse comparative des séquences a confirmé que le fragment cloné était le gène M. Esculenta de l’Isoamylase1 (Meisa1; numéro d’accession GU229751). L’ analyse du génome a révélé une occurrence d’au moins deux copies du gène de Meisa1. De niveaux élevés d’expression d’écriture ont été aussi détectés dans la racine fibreuse ensuite dans la tige et moins détectable dans la feuille et la pétiole. Analyse de l’expression du profil temporel dans la racine de stockage a montré une expression initiale et maximale de 90 jours après la plantation (JAP), et qui, ensuite est retombée à des niveaux indétectables 180 JAP. Les résultats impliquent un rôle majeur du Meisa1 dans la différenciation de racine de stockage et l’initiation précauce de granules d’amidon.