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燕麦病原体防御发现标志着重要的里程碑

研究人员已经确定了燕麦对土壤病原体的抵抗力的基因防御系统的关键部分。

这一发现为科学家和育种者提供了将这种防御机制的版本引入其他作物的重要机会。

这是对燕麦根中产生的防御性抗菌化合物阿维那星的重要里程碑。它们最早是在70多年前发现的,属于天然产物三萜糖苷家族,具有多种工业和农业应用。

燕麦病原体防御发现标志着重要的里程碑

阿维那新能使燕麦抵抗土壤病原体,包括通吃,这是一个臭名昭著的疾病,会导致小麦和大麦的大量损失。

约翰·英内斯中心的安妮·奥斯本教授和该研究的作者说:“我们20年前开始时,在该阿维那星防御途径中没有任何基因片段。现在,我们找到了最后的关键步骤。将其改造成其他农作物的潜力。

“小麦,其他谷物和草不擅长制造抗微生物化合物。另一方面,燕麦是超级适合植物的主要例子,这种植物尚未经过广泛繁殖,并且具有抗病性,可以使更多的耕种作物受益。”

许多植物天然产物(如阿维酸)附有糖,这一过程称为糖基化。这对于天然产物的生物活性很重要,在这种情况下,是阿文酸的抗真菌活性。

在这项发表在PNAS期刊上的研究中,研究人员使用了多种基因组分析技术来鉴定催化这一过程的酶。

他们发现糖链中的最终成分是由意外的一类酶添加的。此外,糖被添加到细胞液泡中而不是胞质溶胶中,在糖浆中大多数糖基化步骤发生在阿维那星途径中。

第一作者Anastasia Orme博士解释说:“这项研究中阐明的这种转葡糖苷酶属于一个大家族,通常不被认为可以提供这种功能。”

“了解这个家族的贡献开辟了碳水化合物生物学的一个全新领域,它与天然产物有关,因此也与药物和其他有价值的化合物有关。”

这项研究是由中国科学院与约翰·英尼斯中心合作建立的植物和微生物科学卓越中心(CEPAMS)的一部分,与韩彬教授合作进行的。

更好地了解这个大家族的潜在好处之一可能是利用约翰·因内斯中心开发的植物瞬时表达系统技术等资源进行中药的生物合成。

这项研究“在燕麦中生物合成抗菌防御化合物所需的非规范液泡糖转移酶”发表在PNAS杂志上。

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