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
- Повышение эффективности алгоритмов машинного обучения для обнаружения отдельных вредителей и полезных насекомых с помощью методов отбора признаков
- Как контролируемое пропашное земледелие экономит деньги
- Оценка внесения частиц в условиях многопроходного перекрытия с помощью центробежных разбрасывателей удобрений с переменной нормой внесения для точного земледелия
- Инокулянты Rhizobium снижают остаточное воздействие гербицидов на кукурузу при прорастании сои
- Молекулярные механизмы и потенциал улучшения сельскохозяйственных культур РНК N 6 -метиладенозина в растениях
- Совместное выращивание зерновых культур с сидератами при пониженном содержании химического азота в почве увеличивает запасы почвенного углерода за счет оптимизации структуры почвы в оазисных орошаемых районах
- Эффективное использование водных ресурсов в условиях дефицита: Мульчирование полиэтиленовой плёнкой как решение
- Хорошие вибрации – сушка зерна с помощью радиоволн
- Цитогенетическая характеристика и разработка молекулярных маркеров новой дисомной линии пшеницы Thinopyrum ponticum 5E (5D) с устойчивостью к мучнистой росе и линейной ржавчине
- Затенение и переувлажнение почвы усугубляют снижение урожайности кукурузы в летний период, замедляя процессы накопления и ремобилизации ассимилятов
- Увеличение плотности колоса и активизация вегетативного роста как основные факторы повышения урожайности яровой пшеницы за счёт поверхностного мульчирования
- Анализ качества зерна на ходу
- Идентификация длинных инсерций и делеций с помощью повторного секвенирования всего генома для точной картирования qIF05-1 содержания изофлавонов в семенах сои
- Техническое исследование эффективности и моделей методов борьбы с сорняками с использованием беспилотных наземных транспортных средств
- Влияние изменения поступления ассимилятов на синтез крахмала в зернах кукурузы при воздействии высоких температур
- Новые стратегии повышения устойчивости сельскохозяйственных культур к тепловому стрессу
- Система для оценки адаптации пшеницы (Triticum aestivum) в разных средах к тепловому стрессу
- Оптимизация подачи воды и азота для повышения урожайности кукурузы
- Длительное внесение навоза в почву снижает выбросы N2O из кислых почв за счет уменьшения подкисления и увеличения минерализации азота
- Создание системы редактирования генома для получения ароматной зародышевой плазмы сахарного сорго
- Инновационные подходы к проектированию микробиома семян для повышения урожайности