Двойная защита: двойная синтез-мильтирадиеновая синтаза в большинстве сортов риса
Рис (Oryza sativa) известен своей способностью вырабатывать множество дитерпеноидных фитоалексинов, которые играют важную роль в защите растений от патогенов. Одной из ключевых групп этих фитоалексинов являются абиеторизины, которые были обнаружены лишь недавно, несмотря на обширные предыдущие исследования в этой области.
1. Происхождение и синтез абиеторизинов
Абиеторизины, как предполагается, образуются из ent-мильтирадиена. Это открытие стало важным вкладом в понимание биосинтетических путей, так как ранее не сообщалось о способности риса к образованию данного соединения. Известно, что дикий рис содержит фермент, известный как ent-кауреновая синтаза 10 (KSL10), который является единственным охарактеризованным ортологом у O. sativa — OsKSL10. В частности, этот ген был хорошо изучен на примере сорта Nipponbare.
2. Дикий рис и предшественники фитоалексинов
Интересно, что из дикого риса был выделен предшественник оризалексинов — ent-сандаракопимарадиен. Это открытие подчеркивает разнообразие биосинтетических путей в различных сортах риса. У многих других сортов риса, помимо Nipponbare, наблюдается наличие дублированного гена, который назван OsKSL14. Биохимическая характеристика OsKSL14 из сорта Китааке продемонстрировала, что этот фермент способен образовывать ожидаемый предшественник абиеторизина — милтирадиен.
3. Филогенетический анализ и различия в аллелях
Филогенетический анализ OsKSL10 в пангеноме риса показал, что сорт Nipponbare является исключением. Аллели большинства других сортов группируются с аллелями дикого риса, что позволяет предположить, что они также могут вырабатывать ent-мильтирадиен. Например, OsKSL10 из сорта Китааке проявляет активность в образовании милтирадиена, что согласуется с его способностью к выработке абиеторизинов, в то время как сорт Nipponbare не производит абиеторизины.
4. Паттерны экспрессии генов
Несмотря на то что генетически OsKSL10 и OsKSL14 могут выполнять схожие функции, их экспрессия демонстрирует различные паттерны. Это указывает на то, что различия в экспрессии могут быть причиной сохранения дублированных генов в процессе эволюции. Понимание этих паттернов может помочь в дальнейшем изучении механизмов регуляции биосинтеза фитоалексинов.
Представленные результаты проясняют механизмы биосинтеза абиеторизинов и дают новое понимание эволюции дитерпеноидных фитоалексинов в рисе. Эти открытия не только обогащают знания о защитных механизмах риса, но и открывают новые горизонты для селекции и генетического улучшения сортов риса, способных более эффективно защищаться от патогенов. Понимание таких механизмов может в дальнейшем способствовать созданию более устойчивых к болезням сортов риса, что является важной задачей в агрономии и сельском хозяйстве.
Исследование:
aBIOTECH
- Влияние фитогормона салициловой кислоты на пороговые значения солёности для прорастания семян и роста проростков масличной культуры Рыжик посевной
- Влияние пожаров на фракционный состав железа и динамику углерода в криогенных почвах лесотундры Западной Сибири в условиях меняющегося климата
- Опрыскивание с лучшей идентификацией сорняков
- Оценка влажности почвы на разных глубинах на кукурузных полях с использованием модели, учитывающей растительный покров: сочетание данных RGB-тепловизора и машинного обучения
- Сочетание широкой полосы посадки саженцев с более высокой плотностью растений приводит к увеличению урожайности озимой пшеницы
- Самоочищающийся наногербицид: разработка нановекторов с тройной структурой для борьбы с сорняками и обработки остатков пестицидов
- Оценка урожайности люцерны с использованием комбинации данных Sentinel-2 и метеорологических данных
- Модифицированное бактериальное сообщество, способствующее растворению силикатов, снижает потребность кукурузы, выращенной в полевых условиях, в питательных веществах за счёт улучшения усвоения кремния и оптимизации микроэкологии ризосферы
- Совместное выращивание гороха и овса: агротехника и преимущества использования овса в качестве сопутствующей культуры
- Прямое внесение удобрений – прорыв
- Молекулярные механизмы и потенциал улучшения сельскохозяйственных культур РНК N 6 -метиладенозина в растениях
- Повышение точности диагностики водного стресса у кукурузы за счёт интеграции данных мультимодальных БПЛА и инверсионной модели индекса листовой поверхности
- Наноуправляемое высвобождение фитогормонов расширит возможности их применения в защите растений
- Хорошие вибрации – сушка зерна с помощью радиоволн
- Инновационные подходы к проектированию микробиома семян для повышения урожайности
- Эффективное использование водных ресурсов в условиях дефицита: Мульчирование полиэтиленовой плёнкой как решение
- Редактирование генома для получения биоактивной сои с минимальным компромиссом между низким содержанием фитиновой кислоты и урожайностью
- Точное внесение удобрений - это часть головоломки
- Создание системы редактирования генома для получения ароматной зародышевой плазмы сахарного сорго
- RING-доменная убиквитинлигаза E3 OsRGLG6 регулирует количество зёрен и урожайность риса посредством опосредованной убиквитинированием деградации OsOTUB1
- Соя сапонин-β-глюкозидаза придает сое устойчивость к стручковому злату ( Leguminivora glicinivorella )