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
- Комплексный анализ физиологии и протеомики показывает, как реагируют зёрна пшеницы на стресс при низких температурах во время прорастания
- Осмоустойчивые бактерии, способствующие росту растений, смягчают неблагоприятное воздействие засухи на рост пшеницы
- Самоочищающийся наногербицид: разработка нановекторов с тройной структурой для борьбы с сорняками и обработки остатков пестицидов
- Оптимизация подачи воды и азота для повышения урожайности кукурузы
- Точное внесение удобрений - это часть головоломки
- Как подготовить почву перед посевом ржи
- Как контролируемое пропашное земледелие экономит деньги
- Перспективы использования видов Bacillus в качестве растительных пробиотиков для различных культур в неблагоприятных условиях
- Соя сапонин-β-глюкозидаза придает сое устойчивость к стручковому злату ( Leguminivora glicinivorella )
- Контролируемое пропашное земледелие: получение прибыли при сохранении биоразнообразия
- Эрукамид: специальное средство биологической борьбы с бактериальными заболеваниями растений, нацеленное на T3SS
- Анализ GWAS выявляет гены-кандидаты, связанные с устойчивостью к плотности посадки у кукурузы
- Взаимодействие температуры и режима полива при формировании репродуктивной урожайности и качества семян рапса
- Новые стратегии повышения устойчивости сельскохозяйственных культур к тепловому стрессу
- Влияние уровня внесения азотных удобрений на эффективность фотосинтеза и урожайность сои
- Беспахотное земледелие с мульчированием соломой повысило эффективность использования радиации пшеницей за счёт оптимизации перехвата радиации и фотосинтетических свойств
- Оценка кукурузы для определения приоритетов сбора урожая
- Азот: фундаментальный элемент жизни растений. Структура, источники и динамика в почве.
- Совместное выращивание гороха и овса: агротехника и преимущества использования овса в качестве сопутствующей культуры
- Соясапонин β-глюкозидаза обеспечивает устойчивость сои к соевой плодожорке
- Влияние фитогормона салициловой кислоты на пороговые значения солёности для прорастания семян и роста проростков масличной культуры Рыжик посевной