ApCPS2有助于药用二甲类生物合成和防御Andrographis paniculata中的昆虫食草动物
Anchal Garg1, Payal Srivastava2, Praveen Chandra Verma3
1Plant Biotechnology Division, Council of Scientific and Industrial Research-Central Institute of Medicinal and Aromatic Plants (CSIR-CIMAP), Lucknow 226015, India.
在Kalmegh中,ApCPS2对于产生ent-copalyl pyrophosphate (ent-CPP) 至关重要,使药用ent-labdane相关的丁类物质 (ent-LRDs) 的生物合成成为可能,并增强昆虫草食动物的防御能力.
科学领域:
- 植物生物化学 植物生物化学
- 分子生物学分子生物学
- 代谢工程是代谢工程.
背景情况:
- 卡尔梅格 (Andrographis paniculata) 生产有价值的与ent-labdane相关的药用性质的二甲 (ent-LRDs).
- -LRDs的生物合成依赖于-copalyl pyrophosphate (ent-CPP) 作为前体,由II类二合成酶 (diTPSs) 提供.
- 在Kalmegh中,产生ent-CPP的diTPSs (包括ApCPS1,ApCPS2和新发现的ApCPS4) 的具体作用以前尚不清楚.
研究的目的:
- 描述ApCPS4的功能,这是卡尔梅赫的一种产生ent-CPP的diTPS.
- 阐明ApCPS1,ApCPS2和ApCPS4在Ent-CPP前体供应中对Ent-LRD生物合成的植物内作用.
- 调查这些diTPSs对Kalmegh对昆虫食草动物的防御的贡献.
主要方法:
- 对ApCPS1,ApCPS2和ApCPS4的转录代谢物共同分析和生物化学分析.
- 基因功能特征通过基因沉默和促进者-报告者测试 (GUS) 在Arabidopsis和Kalmegh.
- 在沉默的Kalmegh线中评估ent-LRD含量和昆虫食草防御.
主要成果:
- 发现ApCPS1,ApCPS2和ApCPS4局部化到塑体,这是二类生物合成的地点.
- ApCPS2表达与卡尔梅格组织中的ent-LRD积累有很强的相关性.
- 沉默ApCPS2显著降低了ent-LRD水平,并损害了植物对Spodoptera litura的防御能力,而沉默ApCPS1和ApCPS4的影响最小.
结论:
- ApCPS2在为卡尔梅格的药用ent-LRDs的生物合成提供ent-CPP方面发挥着至关重要的作用.
- 在Kalmegh,ApCPS2对于有效防御昆虫食草的有效防御至关重要.
- ApCPS2和ApCPS4的转录调节可能涉及Kalmegh特定的因素,这些因素会影响diterpenoid通路的活性.
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