誘導可能な病原体に対する防御に必要なアラビドプシスの新しいシアノゲン代謝物質

Jakub Rajniak¹, Brenden Barco², Nicole K Clay²

¹Department of Chemical Engineering, Stanford University, Stanford, California 94305, USA.

|September 10, 2015

まとめ

研究者らは,アラビドプシス・タリアナの新しい植物防御経路を発見し,4-ヒドロキシインドール-3-カルボニルニトリル (4-OH-ICN) の生物合成を発見した. この発見により病原菌に対する植物体調と免疫に寄与する新種の分子が明らかになりました

科学分野:

植物生化学
分子生物学
植物の先天的な免疫

背景:

アラビドプシス・タリアナの数千の遺伝子は既知の機能が欠けていて植物体調に不可欠な未発見の分子を示しています
病原体誘発性サイトクロームP450は,植物防御における潜在的な役割を持つ,特徴づけられていない遺伝子の重要なグループである.

研究の目的:

新しいアラビドプシス代謝物である4-ヒドロキシインドール-3-カルボニルニトリル (4-OH-ICN) の完全な生物合成経路を特定する.
植物防御におけるCYP82C2遺伝子および関連する酵素の機能を明らかにする.

主な方法:

4-OH-ICN経路を特定するために,非標的メタボロミクスと共表現分析を使用した.
酵素機能を検証するためにSaccharomyces cerevisiaeとNicotiana benthamianaの経路を再構成した.
機能分析のための4-OH-ICN経路で生成されたアラビドプシス変異体

主要な成果:

4-OH-ICNの完全な生体合成経路を発見した. 前例のないシアノジェニック機能を持つ新しい植物代謝物.
アリルシアノヒドリンの中間物質を特定し,アラビドプシスの潜在的シアノゲン性グルコースイド生物合成能力を明らかにした.
4OH-ICN経路の変異は,Pseudomonas syringaeに対する感受性の増加を示しています.

結論:

アラビドプシスのインドル代謝の新たな分岐を明らかにし,カメラキシン経路とは異なる.
特定された経路は,細菌の病原体に対する誘導可能な植物の防御反応に役割を果たします.
アラビドプシスの小分子媒介の植物病原体防御を理解するためのより完全な枠組みを確立する.

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