Thiamine or vitamin B1 is a micronutrient that has a crucial function in all living organisms and involved in several biochemical reactions. Concerning the capability of thiamine in inducing plant health, a study was carried out by applying bacterial endophytes (Pseudomonas aeruginosa and Burkholderia cepacia cultures) in four-month-old oil palm seedlings (Elaeis guineensis) via soil drenching technique to evaluate the effect towards thiamine. Spear leaves were sampled day 0 to 14 to analyse the expression of gene coding for the first two enzymes thiamine biosynthesis pathway, THI4 and THIC via qPCR analysis. The gene expression by qPCR showed a significant increase of up to 3-fold while high-performance liquid chromatography (HPLC) analysis for quantification of thiamine and its derivatives accumulated ~ 20-fold in total thiamine when compared to control seedlings. However, concentration of thiamine metabolites was negatively correlated with the expression of THIC and THI4 gene transcripts suggesting post-transcriptional regulation mediated by an RNA regulatory element, a thiamine pyrophosphate (TPP) riboswitch. Our findings demonstrated that the application of bacterial endophytes affected thiamine biosynthesis and enhanced overall thiamine content. This might increase the plant's resistance towards stress and would be useful in oil palm maintenance for maximum yield production.
Tiamin atau vitamin B1 ialah mikronutrien yang mempunyai fungsi penting dalam semua organisma hidup dan terlibat dalam beberapa tindak balas biokimia. Untuk mengenal pasti keupayaan tiamin dalam mendorong kesihatan tumbuhan, satu kajian telah dijalankan dengan menggunakan kultur bakteria endofit (Pseudomonas aeruginosa dan Burkholderia cepacia) ke atas anak benih kelapa sawit berumur empat bulan (Elaeis guineensis) melalui teknik siraman untuk menilai kesan terhadap penghasilan tiamin. Sampel daun muda telah diambil pada hari 0 hingga 14 untuk menganalisis ekspresi gen yang mengekodkan dua enzim pertama laluan biosintesis tiamin, THI4 dan THIC melalui analisis qPCR. Analisis ekspresi gen oleh qPCR menunjukkan peningkatan ketara sehingga 3 kali ganda manakala analisis HPLC untuk kuantifikasi tiamin dan derivatifnya menunjukkan peningkatan ~ 20 kali ganda dalam jumlah tiamin jika dibandingkan dengan anak benih kawalan. Walau bagaimanapun, jumlah metabolit tiamin dikaitkan secara negatif dengan ekspresi transkrip gen THIC dan THI4 yang mencadangkan kawalan pasca transkripsi yang dimediasi oleh unsur pengawalseliaan RNA, suis-ribo tiamin pirofosfat (TPP). Kajian ini menunjukkan bahawa penggunaan kultur endofit bakteria dapat memberi kesan kepada biosintesis tiamin dan meningkatkan kandungan tiamin secara keseluruhan. Keadaan ini boleh meningkatkan daya tahan tumbuhan terhadap tekanan dan berguna dalam pengawalan pokok kelapa sawit untuk pengeluaran hasil yang maksimum.
Keywords: Endophytes; Gene Expression; Oil Palm; Thiamine; Vitamin B1.
© Penerbit Universiti Sains Malaysia, 2024.