Transcriptional and functional characterization in the terpenoid precursor pathway of the early land plant Physcomitrium patens

IF 3.6 3区 生物学 Q1 PLANT SCIENCES Plant Biology Pub Date : 2024-11-27 DOI:10.1111/plb.13741
A. Horn, Y. Lu, F. J. Astorga Ríos, H. Toft Simonsen, J. D. Becker
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早期陆生植物 Physcomitrium patens 的萜类前体途径的转录和功能特征。
异戊烯类化合物是植物专一代谢物中最大的一类。1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合成酶(DXS)是其生物合成过程中的主要限速酶之一。在进化过程中,DXS 家族在结构和功能上都有所扩展,被认为极大地促进了植物代谢的复杂性和多样性。目前还没有人研究过该家族在斑叶树或其他叶绿体中的应用。在此,我们利用系统进化分析评估了 DXS 家族在石蒜科植物中的进化扩展程度,更具体地说,是在棒叶石蒜中的进化扩展程度。转录组分析被用于研究 DXS 家族的组织特异性、发育和环境反应,如盐胁迫。此外,还通过代谢组学监测了盐胁迫对萜类化合物生物合成的影响。DXS 的系统进化分析表明,其结构在叶绿体中发生了扩展,但在冬青叶绿体中却没有。功能互补分析表明所有四个拷贝都具有功能活性。比较转录组学显示,DXS拷贝的表达谱存在组织和条件特异性差异,并证明了 PpDXS1D 的特异性胁迫反应,尤其是对盐胁迫的反应。这些发现与盐胁迫下通向下游代谢物的通量增加相吻合。此外,共表达网络分析显示了 DXS 拷贝的共表达基因之间的显著差异,并说明了 PpDXS1D 网络中应激反应基因的富集。这些结果表明,青枯病菌中的 DXS 家族是保守的,但经历了不同的转录调控,这可能使青枯病菌在非生物胁迫等不同条件下对 DXS 水平进行微调。
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
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来源期刊
Plant Biology
Plant Biology 生物-植物科学
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8.20
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审稿时长
3 months
期刊介绍: Plant Biology is an international journal of broad scope bringing together the different subdisciplines, such as physiology, molecular biology, cell biology, development, genetics, systematics, ecology, evolution, ecophysiology, plant-microbe interactions, and mycology. Plant Biology publishes original problem-oriented full-length research papers, short research papers, and review articles. Discussion of hot topics and provocative opinion articles are published under the heading Acute Views. From a multidisciplinary perspective, Plant Biology will provide a platform for publication, information and debate, encompassing all areas which fall within the scope of plant science.
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