近来,中国农业科学院植物保护研讨所作物有害生物功用基因组研讨立异团队初次报导了单子叶植物特有的脂肪族酚胺羟基肉桂酰腐胺(HP)基因簇调控水稻免疫和细胞逝世的分子机制。相关论文发表于《科学通报》。
代谢动态平衡对人类健康起着至关及其重要的效果,代谢紊乱往往会引起疾病。研讨标明代谢物在植物的生长发育和钳制应对过程中相同扮演着重要的人物。酚胺类代谢物是植物苯丙烷途径衍生的次级代谢物。前期研讨之后发现病原菌侵染能够诱导植物酚胺类代谢物的堆集,标明这类代谢物在植物免疫中或许发挥重要效果,但其生物组成和调控机制尚不清楚。
该研讨使用根据代谢物的全基因相关剖析在水稻9号染色体上判定到操控羟基肉桂酰腐胺代谢物组成的基因簇。该基因簇由一个鸟氨酸脱羧酶基因(OsODC)和两个串联的腐胺羟基肉桂酰转移酶基因(OsPHT3 和 OsPHT4)组成。功用剖析标明,基因簇中三个基因均正调控水稻抗病性,而且OsPHT3和OsPHT4正调控HP的堆集和水稻细胞逝世。进一步研讨发现OsPHT4的启动子能够被水稻免疫及细胞逝世负调控转录因子APIP5直接结合。APIP5转录按捺OsPHT4的表达然后负调控HP的堆集。此外,研讨者使用比较基因组学剖析发现HP基因簇在单子叶植物中具有保存性,暗示HP基因簇在单子叶植物中或许有类似的生物学功用和调控机制。
该研讨提醒了单子叶植物特异的脂肪族酚胺代谢基因簇的生物组成及其调控植物免疫和细胞逝世的新机制,为代谢水平上提醒植物细胞逝世及免疫机制供给了新思路,为抗病分子育种奠定了重要理论基础。
中国农业科学院植物保护研讨所客座博士研讨生方红和华中农业大学博士研讨生沈双欠为一起榜首作者。中国农业科学院植物保护研讨所研讨员宁约瑟和海南大学教授罗杰等为文章的一起通讯作者。