二倍体野菊的单倍型解析基因组揭示了新的金合欢素合酶基因及其进化历史,The Plant Journal
二倍体野菊的单倍型解析基因组揭示了新的金合欢素合酶基因及其进化历史
The Plant Journal ( IF 6.2 ) Pub Date : 2024-06-12 , DOI: 10.1111/tpj.16854
Zhuangwei Hou 1 , Song Yang 1 , Weijun He 1 , Tingting Lu 1 , Xunmeng Feng 1 , Lanlan Zang 1 , Wenhui Bai 1 , Xueqing Chen 1 , Bao Nie 1 , Cheng Li 1 , Min Wei 2 , Liangju Ma 2 , Zhengzhou Han 2 , Qingjun Zou 2, 3 , Wei Li 1 , Li Wang 1, 4
金合欢素是一种黄酮类化合物，具有广泛的药理作用，包括抗菌、免疫调节和抗癌作用。其生物合成途径中的一些关键步骤在开花植物中很大程度上是未知的。在这里，我们提出了第一个单倍型解析的野菊花基因组，其干花含有丰富的黄酮类化合物，已被用作中药。各种系统发育分析表明，三种菊花（ C. indicum 、 C. nankingense和C. lavandulifolium ）之间的三种树拓扑比例几乎相等，这表明菊花物种之间频繁的基因流动或由于快速物种形成而导致的不完整的谱系排序可能会导致冲突。拓扑。 C. indicum中扩展的基因家族与氧化功能相关。通过全面的候选基因筛选，我们鉴定了5个类黄酮O-甲基转移酶（FOMT）候选基因，它们在花中高表达，并且其表达水平与金合欢素含量显着相关。进一步的实验验证了两个 FOMT（CI02A009970 和 CI03A006662）能够催化芹菜素转化为金合欢素，这两个基因可能分别负责圆盘小花和幼叶中金合欢素的积累。此外，祖先染色体重建和系统发育树的综合分析揭示了两个经过验证的 FOMT 基因的不同进化命运。我们的研究为菊科类黄酮化合物的生物合成途径提供了新的见解，并为追踪单基因的起源和进化路线提供了模型。 这些发现将有助于通过细胞和代谢工程体外生物合成生产黄酮类化合物，并加快印度野菜品种的分子育种。
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更新日期：2024-06-12
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