科學網—萜類合成基因在防禦松材線蟲中起正調控作用

2020-12-02 科學網

 

本報訊 近日，《植物細胞與環境》在線發表了中國林業科學研究院亞熱帶林業研究所首次克隆的高抗馬尾松中的兩個萜類合成關鍵基因。這將對馬尾松抗性育種以及對松材線蟲的有效防治具有重要理論指導意義，同時雙功能長葉烯合酶的鑑定可為進一步研究針葉樹種雙功能酶的特異性結構開闢新思路。

松材線蟲病是一種由松材線蟲引發的特大毀滅性森林病害，蔓延速度快，防治難度大，嚴重影響我國木材安全和生態安全。馬尾松為松材線蟲的主要危害對象之一，松材線蟲病已嚴重阻礙了馬尾松林資源培育及其產業發展。馬尾松群體中存在抗松材線蟲病的基因型，當松材線蟲入侵時，可以誘導高抗馬尾松分泌大量的松脂萜類化合物參與抵禦松材線蟲，但其抗性調控機制尚不明確。

論文作者周志春介紹，他們鑑定了高抗馬尾松中的兩個萜類合成關鍵基因α-蒎烯合酶基因（PmTPS4）和長葉烯合酶基因（PmTPS21），對其進行功能驗證，解析了這兩個萜類合成關鍵基因在高抗馬尾松抵禦松材線蟲進程中的調控策略。

據介紹，定位於質體的PmTPS4和定位於細胞質的PmTPS21，表達量在高抗馬尾松中皆顯著高於易感馬尾松，且在莖部組織顯著高表達，特別是在木質部樹脂道上皮細胞中表達信號最強。PmTPS4是一種多產物的α蒎烯合酶，可以同時合成4種單萜化合物。PmTPS21是一種具有雙功能的長葉烯合酶，在法呢基二磷酸為唯一底物情況下，可同時合成倍半萜和單萜，也可催化牻牛兒基焦磷酸合成α-蒎烯。

此外，他們發現這兩種酶活產物對體外培養的松材線蟲具有明顯抑制作用，表明它們在高抗馬尾松防禦松材線蟲過程中發揮正調控作用。（賈興煥）

相關論文信息：https://doi.org/10.1111/pce.13873

《中國科學報》 (2020-09-08 第3版 農業科技)

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