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内容来源于Plant Physiology
2024年7月25日，德国马克斯·普朗克学会化学生态学研究所Ian T. Baldwin团队在Plant Physiology发表题为“Roles of three cytochrome P450 monooxygenases in triterpene biosynthesis and their potential impact on growth and development”的研究论文，揭示了郊狼烟草中的三个CYP450酶在三萜生物合成中的作用，及其对植物生长发育的影响。郊狼烟草（Nicotiana attenuata）是一种一年生野生烟，生长在美国犹他州的大盆地沙漠，是研究植物与环境互作的模式植物。五环三萜化合物不仅具有重要的药理活性，在制药、食品、化妆品等领域广泛应用，而且在植物响应和防御逆境胁迫中发挥重要作用。五环三萜化合物在郊狼烟草中呈现复杂的时空积累模式，但是有关郊狼烟草中五环三萜的生物合成途径解析尚未见报道，因此研究五环三萜的生物合成的生态学作用具有重要的意义。植物次生代谢产物不仅具有抗氧化、抗炎、抗癌等药理活性，是人类药物开发的主要来源，并且对植物的生长发育、响应以及抵御逆境胁迫具有重要意义。Ian Baldwin院士认为化学生态学的未来前沿研究方向为大数据与合成生物学的组合。Baldwin在生物合成化学生态学领域已取得深厚的研究建树（Bai et al., Rev. Plant Biol., 2024; Li et al., Science, 2021; Baldwin, Curr Biol, 2010; Li et al., Nat. Prod. Rep., 2022）。在本研究中，作者利用本氏烟草瞬时表达系统，证明NaCYP716A419可催化β-香树脂醇/羽扇豆醇/羽扇豆二醇的C28位连续三步氧化，生成相应的醇、醛和羧酸产物。NaCYP716C87可催化β-香树脂醇/羽扇豆醇/羽扇豆二醇/高根二醇/齐墩果酸/白桦脂酸的C2α位进行羟基化，而NaCYP716E107可催化β-香树脂醇/齐墩果酸的C6β位羟基化。编码这三种CYP716酶的基因在郊狼烟草的花中特异性高表达，并且能够响应ABA、MeJA、SA、GA3以及非生物胁迫处理的诱导。利用VIGS沉默技术，证明NaCYP716A419的沉默可影响郊狼烟草的生长和繁殖，结果说明β-香树脂醇/高根二醇/齐墩果酸的合成具有重要的生态学意义。![]()
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