作者:贾兴焕 来源: 中国科学报 发布时间:2020-9-8
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萜类合成基因在防御松材线虫中起正调控作用

 

本报讯 近日,《植物细胞与环境》在线发表了中国林业科学研究院亚热带林业研究所首次克隆的高抗马尾松中的两个萜类合成关键基因。这将对马尾松抗性育种以及对松材线虫的有效防治具有重要理论指导意义,同时双功能长叶烯合酶的鉴定可为进一步研究针叶树种双功能酶的特异性结构开辟新思路。

松材线虫病是一种由松材线虫引发的特大毁灭性森林病害,蔓延速度快,防治难度大,严重影响我国木材安全和生态安全。马尾松为松材线虫的主要危害对象之一,松材线虫病已严重阻碍了马尾松林资源培育及其产业发展。马尾松群体中存在抗松材线虫病的基因型,当松材线虫入侵时,可以诱导高抗马尾松分泌大量的松脂萜类化合物参与抵御松材线虫,但其抗性调控机制尚不明确。

论文作者周志春介绍,他们鉴定了高抗马尾松中的两个萜类合成关键基因α-蒎烯合酶基因(PmTPS4)和长叶烯合酶基因(PmTPS21),对其进行功能验证,解析了这两个萜类合成关键基因在高抗马尾松抵御松材线虫进程中的调控策略。

据介绍,定位于质体的PmTPS4和定位于细胞质的PmTPS21,表达量在高抗马尾松中皆显著高于易感马尾松,且在茎部组织显著高表达,特别是在木质部树脂道上皮细胞中表达信号最强。PmTPS4是一种多产物的α蒎烯合酶,可以同时合成4种单萜化合物。PmTPS21是一种具有双功能的长叶烯合酶,在法呢基二磷酸为唯一底物情况下,可同时合成倍半萜和单萜,也可催化牻牛儿基焦磷酸合成α-蒎烯。

此外,他们发现这两种酶活产物对体外培养的松材线虫具有明显抑制作用,表明它们在高抗马尾松防御松材线虫过程中发挥正调控作用。(贾兴焕

相关论文信息:https://doi.org/10.1111/pce.13873

《中国科学报》 (2020-09-08 第3版 农业科技)
 
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