卡普西克 (Capsicum) 的类生物合成模块受到蜘蛛虫食草的影响
Yuanyuan Zhang1,2, Arman B Kashkooli1,3, Suze Blom1,4,5
1Laboratory of Plant Physiology, Wageningen University, Wageningen, The Netherlands.
Plant molecular biology
|November 23, 2023
概括
(Capsicum annuum) 的叶子在受到蜘蛛的攻击时增加了的产量. 这种植物防御涉及大量的合成酶 (TPS) 基因家族,对于生产保护性化合物至关重要.
科学领域:
- 植物生物学 植物生物学
- 分子生态学分子生态学
- 生物化学 生物化学
背景情况:
- 植物使用专门的代谢物来防御食草动物.
- Capsicum annuum中的草食诱导了挥发性有机化合物的变化,特别是增加了单和六烯.
- 类植物及其生物合成途径与植物对草食的防御有关.
研究的目的:
- 调查合成酶 (TPS) 基因家族在Capsicum annuum防御蜘蛛虫草食中的作用.
- 在草食动物压力下描述TPS基因和相关代谢途径的调节和功能.
主要方法:
- 全基因组分析在Capsicum annuum中发现了103个假定合成酶 (TPS) 基因,其中27个被证实是功能性的.
- 转录组分析揭示了TPS基因和上游通路基因 (甲基酸,甲基酸) 的差异表达,以应对草食.
- 相关性分析确定了与草食诱导的TPS基因共同表达的下游基因 (cytochrome P450s,UDP-glucosyltransferases,转录因子).
- 通过异质表达来对选择的TPS基因进行功能性表征,证实了它们在产生诱导的基因中的作用.
主要成果:
- 蜘蛛的草食大大改变了C. annuum叶中的许多TPS基因的表达.
- 代谢流量转向了烯生物合成,由上游通路基因表达的变化表明.
- 下游基因的表达模式与TPS诱导相关,这表明类防御通路的协调调节.
- 经过实验验证的TPS酶产生了与草食动物诱导的化物相一致的化物.
结论:
- 在Capsicum annuum中,大型的TPS基因家族在植物对蜘蛛虫草食的防御反应中发挥着关键作用.
- 草食诱导了生物合成途径的协调转录重编程,从初级代谢到最终产品的形成.
- 了解这种复杂的基因调节网络,可以了解植物与草食动物的相互作用,以及作物改善的潜在目标.
