Идентифицированы ключевые ферменты синтеза фитоалексина

Идентифицированы ключевые ферменты синтеза фитоалексина

Образцы секвенирования, обзор сборки генома M. lasiocarpa и структура PhPN. Фотография M. lasiocarpa (A), типы PhPN (B; R1 и R2, -OH или -OCH3) и распределение геномных особенностей M. lasiocarpa (C). Кольца снаружи внутрь обозначают девять хромосом, плотность генов, плотность повторов, содержание GC и синтенные геномные блоки в разделе C. Фото: Исследования в области садоводства (2024). DOI: 10.1093/час/uhae042

Бананы являются жизненно важной культурой во всем мире, но их урожайности угрожают различные заболевания, в частности, банановое фузариозное увядание, вызываемое Fusarium oxysporum. Традиционные методы борьбы, в том числе химические пестициды, создают экологический риск и не всегда эффективны.


Дикие родственники бананов, обладающие большим генетическим разнообразием и более высокими концентрациями соединений, связанных с защитой, предлагают потенциальные решения. Учитывая эти проблемы, необходимы дальнейшие исследования генетических механизмов устойчивости бананов к болезням.

Исследователи из Ключевой лаборатории Цзянсу по исследованию и использованию растительных ресурсов и их коллеги опубликовали исследование в Исследования в области садоводства.

Они собрали почти полный геном Musella lasiocarpa, родственника дикого банана, чтобы исследовать био фитоалексинов фенилфеналенона (PhPN). В этом исследовании были выявлены три новые О-метилтрансферазы (ОМТ), участвующие в усилении противогрибковых свойств этих соединений, что открывает путь к разработке устойчивых к болезням сортов бананов.

Исследование было сосредоточено на пути биосинтеза фитоалексинов PhPN, которые являются естественными защитными соединениями в бананах. Используя передовые геномные методы, команда собрала высококачественный, почти полный геном Musella lasiocarpa. Они объединили транскриптомные и метаболомные данные для идентификации генов-кандидатов, участвующих в биосинтезе PhPN.



С помощью филогенетического анализа и ативного анализа in vitro были охарактеризованы три новых ОМТ. Эти ферменты, Ml01G0494, Ml04G2958 и Ml08G0855, показали значительную роль в модификации метилирования PhPN, усиливая их противогрибковую активность против Fusarium oxysporum.

В частности, было обнаружено, что Ml08G0855 представляет собой многофункциональный фермент, нацеленный на несколько гидроксильных групп в структурах PhPN. Исследование также показало, что метилирование PhPN значительно усиливает их противогрибковые свойства, предоставляя потенциальный генетический ресурс для повышения устойчивости бананов к болезням посредством молекулярной селекции.

Доктор Юй Чен, один из авторов, заявил: «Это исследование дает решающее представление о генетической основе устойчивости бананов к болезням. Понимая и используя пути биосинтеза фенилфеналеноновых фитоалексинов, мы можем разработать более устойчивые сорта бананов, обеспечивая лучшее урожайность и устойчивость сельскохозяйственных культур перед лицом растущих сельскохозяйственных проблем».

Применение этого исследования двоякое: оно предлагает прямое применение в программах селекции бананов для повышения устойчивости к болезням с помощью молекулярных методов и обеспечивает основу для дальнейших исследований роли фитоалексинов во взаимодействиях растений и патогенов.

Последствия имеют далеко идущие последствия: потенциально они могут привести к выращиванию более выносливых сортов бананов, которые смогут противостоять стрессу, вызванному изменением климата, и уменьшать воздействие методов борьбы с болезнями на окружающую среду.

Больше информации:
Ванли Чжао и др., Характеристика О-метилтрансфераз в биосинтезе фенилфеналеноновых фитоалексинов на основе генома Musella lasiocarpa без пробелов между теломерами и теломерами, Исследования в области садоводства (2024). DOI: 10.1093/час/uhae042

Цитирование: Раскрытие устойчивости бананов к болезням: определены ключевые ферменты для синтеза фитоалексина (6 июня 2024 г.), получено 7 июня 2024 г. с https://phys.org/news/2024-06-banana-disease-resistance-key-enzymes.html.

Этот документ защищен авторским правом. За исключением любых добросовестных сделок в целях частного изучения или исследования, никакая часть не может быть воспроизведена без письменного разрешения. Содержимое предоставлено исключительно в информационных целях.