在猫 (Teucrium marum) 中,化物生物合成的基因组和酶基础

科学领域:

• 植物生物化学和基因组学
• 专门的代谢物生物合成.
• 化学生态化学生态学

背景情况:

• 化物是植物和昆虫中发现的单化物,已知的例子如nepetalactone表现出驱除昆虫的特性.
• 已经确定了nepetalactone的生物合成途径,突出显示了植物和昆虫之间的融合进化.
• 多利科迪亚尔是一种具有与内佩塔拉克顿相似性质的虹膜体,由Teucrium marum和昆虫产生,但其起源尚不清楚.

研究的目的:

• 阐明Teucrium marum中虹膜蛋白生物合成的基因组,酶和进化基础.
• 为了确定负责多利科迪亚产生的基因和酶.
• 了解T. marum. 中的虹膜合成酶的进化历史.

主要方法:

• 使用牛津纳米孔技术和Hi-C测序,为T. marum生成一个新的染色体规模的基因组组.
• 通过活动测试识别和功能验证虹膜蛋白生物合成基因.
• 基因组学分析以确定T. marum iridoid synthase的进化起源.

主要成果:

• 产生了T. marum的高质量基因组组,促进了基因发现.
• 这项研究确定了一种新型的酶途径,涉及一种色素氧化酶细胞染色体P450和乙转移酶,用于色素多样性.
• 遗传学分析显示,T. marum的化合成酶来自于一种保存的对应物,而不是典型的化合成酶.

结论:

• 这项工作为研究Lamiaceae (薄荷) 中的特殊代谢物提供了宝贵的基因组资源.
• 乙化在T. marum.中产生虹膜体多样性方面发挥着至关重要的作用.
• 这些发现为未来的生物催化或生物合成生产昆虫驱虫剂和比较性虹膜蛋白生物合成研究铺平了道路.