研究鑑定番茄高修飾脂肪酸基因簇

2020-12-12 科學網

研究鑑定番茄高修飾脂肪酸基因簇

作者：

小柯機器人

發布時間：2020/1/10 14:40:16

近日，美國史丹福大學Elizabeth Sattely和Mary Beth Mudgett研究團隊合作鑑定了番茄中高度修飾脂肪酸的病原響應基因簇。這一研究成果在線發表在2020年1月9日的國際學術期刊《細胞》上。

使用非靶向代謝組學和RNA測序相結合的方法，研究人員發現了番茄（Solanum lycopersicum）法卡林二醇生產所需的生物合成基因簇。通過在異源宿主中重建初始生物合成步驟並在番茄中產生轉基因突變體，研究人員證明了該基因簇在法卡林二醇生物合成中的直接作用以及對番茄葉片中真菌和細菌病原體的抗性。這項工作揭示了一種新機制，即植物可通過修飾脂質庫以應對病原體；並且這項工作也有助人們理解炔基脂質生產的複雜生物化學。

據了解，為了應對生物脅迫，植物會產生一系列具有特殊功能的高度修飾的脂肪酸。儘管它們具有化學複雜性並在病原體防禦中的發揮作用，但對植物中修飾脂肪酸的生物合成知之甚少。 法卡林二醇是存在於胡蘿蔔、番茄和芹菜中的典型炔屬類脂，可抑制真菌和人類癌細胞系的生長。

附：英文原文

Title: A Pathogen-Responsive Gene Cluster for Highly Modified Fatty Acids in Tomato

Author: Ju Eun Jeon, Jung-Gun Kim, Curt R. Fischer, Niraj Mehta, Cosima Dufour-Schroif, Kimberly Wemmer, Mary Beth Mudgett, Elizabeth Sattely

Issue&Volume: 2020/01/09

Abstract: In response to biotic stress, plants produce suites of highly modified fatty acids that bear unusual chemical functionalities. Despite their chemical complexity and proposed roles in pathogen defense, little is known about the biosynthesis of decorated fatty acids in plants. Falcarindiol is a prototypical acetylenic lipid present in carrot, tomato, and celery that inhibits growth of fungi and human cancer cell lines. Using a combination of untargeted metabolomics and RNA sequencing, we discovered a biosynthetic gene cluster in tomato (Solanum lycopersicum) required for falcarindiol production. By reconstituting initial biosynthetic steps in a heterologous host and generating transgenic pathway mutants in tomato, we demonstrate a direct role of the cluster in falcarindiol biosynthesis and resistance to fungal and bacterial pathogens in tomato leaves. This work reveals a mechanism by which plants sculpt their lipid pool in response to pathogens and provides critical insight into the complex biochemistry of alkynyl lipid production.

DOI: 10.1016/j.cell.2019.11.037

Source: https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(19)31322-4

Cell：《細胞》，創刊於1974年。隸屬於細胞出版社，最新IF：36.216

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