Ukrainian
Albanian
Arabic
Armenian
Azerbaijani
Belarusian
Bengali
Bosnian
Catalan
Czech
Danish
Deutsch
Dutch
English
Estonian
Finnish
Français
Greek
Haitian Creole
Hebrew
Hindi
Hungarian
Icelandic
Indonesian
Irish
Italian
Japanese
Korean
Latvian
Lithuanian
Macedonian
Mongolian
Norwegian
Persian
Polish
Portuguese
Romanian
Russian
Serbian
Slovak
Slovenian
Spanish
Swahili
Swedish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
Български
中文(简体)
中文(繁體)
Plant Physiology 2018-Sep

Functional Diversity of Diterpene Synthases in the Biofuel Crop Switchgrass.

Тільки зареєстровані користувачі можуть перекладати статті
Увійти Зареєструватися
Посилання зберігається в буфері обміну
Kyle A Pelot
Ruibing Chen
David M Hagelthorn
Cari A Young
J Bennett Addison
Andrew Muchlinski
Dorothea Tholl
Philipp Zerbe

Ключові слова

Анотація

Diterpenoids constitute a diverse class of metabolites with critical functions in plant development, defense, and ecological adaptation. Major monocot crops, such as maize (Zea mays) and rice (Oryza sativa), deploy diverse blends of specialized diterpenoids as core components of biotic and abiotic stress resilience. Here, we describe the genome-wide identification and functional characterization of stress-related diterpene synthases (diTPSs) in the dedicated bioenergy crop switchgrass (Panicum virgatum). Mining of the allotetraploid switchgrass genome identified an expansive diTPS family of 31 members, and biochemical analysis of 11 diTPSs revealed a modular metabolic network producing a diverse array of diterpenoid metabolites. In addition to ent-copalyl diphosphate (CPP) and ent-kaurene synthases predictably involved in gibberellin biosynthesis, we identified syn-CPP and ent-labda-13-en-8-ol diphosphate (LPP) synthases as well as two diTPSs forming (+)-labda-8,13E-dienyl diphosphate (8,13-CPP) and ent-neo-cis-trans-clerodienyl diphosphate (CT-CLPP) scaffolds not observed previously in plants. Structure-guided mutagenesis of the (+)-8,13-CPP and ent-neo-CT-CLPP synthases revealed residue substitutions in the active sites that altered product outcome, representing potential neofunctionalization events that occurred during diversification of the switchgrass diTPS family. The conversion of ent-CPP, ent-LPP, syn-CPP, and ent-neo-CT-CLPP by promiscuous diTPSs further yielded distinct labdane-type diterpene olefins and alcohols. Of these metabolites, the formation of 9β-hydroxy-syn-pimar-15-ene and the expression of the corresponding genes were induced in roots and leaves in response to oxidative stress and ultraviolet irradiation, indicating their possible roles in abiotic stress adaptation. Together, these findings expand the known chemical space of diterpenoid metabolism in monocot crops toward systematically investigating and ultimately improving stress resilience traits in crop species.

Приєднуйтесь до нашої
сторінки у Facebook

Найповніша база даних про лікарські трави, підкріплена наукою

  • Працює 55 мовами
  • Лікування травами за підтримки науки
  • Розпізнавання трав за зображенням
  • Інтерактивна GPS-карта - позначайте трави на місці (скоро)
  • Читайте наукові публікації, пов’язані з вашим пошуком
  • Шукайте лікарські трави за їх впливом
  • Організуйте свої інтереси та будьте в курсі новинних досліджень, клінічних випробувань та патентів

Введіть симптом або хворобу та прочитайте про трави, які можуть допомогти, наберіть траву та ознайомтесь із захворюваннями та симптомами, проти яких вона застосовується.
* Вся інформація базується на опублікованих наукових дослідженнях

Google Play badgeApp Store badge