Pyrethrins constitute a class of terpene derivatives with high insecticidal activity and are mainly synthesized in the capitula of the horticulturally important plant, Tanacetum cinerariifolium. Treatment of T. cinerariifolium with methyl jasmonate (MeJA) in the field induces pyrethrin biosynthesis, but the mechanism linking MeJA with pyrethrin biosynthesis remains unclear. In this study, we explored the transcription factors involved in regulating MeJA-induced pyrethrin biosynthesis. A single spray application of MeJA to T. cinerariifolium leaves rapidly upregulated the expression of most known pyrethrin biosynthesis genes and subsequently increased the total pyrethrin content in the leaf. A continuous 2-week MeJA treatment resulted in enhanced pyrethrin content and increased trichome density. TcMYC2, a key gene in jasmonate signaling, was screened at the transcriptome after MeJA treatment. TcMYC2 positively regulated expression of the pyrethrin biosynthesis genes TcCHS, TcAOC, and TcGLIP by directly binding to E-box/G-box motifs in the promoters. The stable overexpression of TcMYC2 in T. cinerariifolium hairy roots significantly increased the expression of TcAOC and TcGLIP. Further transient overexpression and viral-induced gene-silencing experiments demonstrated that TcMYC2 positively promoted pyrethrin biosynthesis. Collectively, the results reveal a novel molecular mechanism for MeJA-induced pyrethrin biosynthesis in T. cinerariifolium involving TcMYC2.

中文翻译：

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TcMYC2 调控灰叶菊中除虫菊素的生物合成

除虫菊酯是一类具有高杀虫活性的萜烯衍生物，主要在园艺上重要的植物 Tanacetum cinerariifolium 的头状花序中合成。在田间用茉莉酸甲酯 (MeJA) 处理 T. cinerariifolium 可诱导除虫菊素生物合成，但将 MeJA 与除虫菊素生物合成联系起来的机制仍不清楚。在这项研究中，我们探索了参与调节 MeJA 诱导的除虫菊素生物合成的转录因子。向 T. cinerariifolium 叶片单次喷洒 MeJA 可迅速上调大多数已知的除虫菊素生物合成基因的表达，随后增加叶片中除虫菊素的总含量。连续 2 周的 MeJA 治疗导致除虫菊酯含量增加和毛状体密度增加。TcMYC2，茉莉酸信号转导中的关键基因，在 MeJA 处理后在转录组中进行筛选。TcMYC2 通过直接结合启动子中的 E-box/G-box 基序来正向调节除虫菊素生物合成基因 TcCHS、TcAOC 和 TcGLIP 的表达。TcMYC2 在 T. cinerariifolium 毛状根中的稳定过表达显着增加了 TcAOC 和 TcGLIP 的表达。进一步的瞬时过表达和病毒诱导的基因沉默实验表明，TcMYC2 积极促进了除虫菊素的生物合成。总的来说，结果揭示了 MeJA 诱导的 T. cinerariifolium 中涉及 TcMYC2 的除虫菊素生物合成的新分子机制。TcMYC2 在 T. cinerariifolium 毛状根中的稳定过表达显着增加了 TcAOC 和 TcGLIP 的表达。进一步的瞬时过表达和病毒诱导的基因沉默实验表明，TcMYC2 积极促进了除虫菊素的生物合成。总的来说，结果揭示了 MeJA 诱导的 T. cinerariifolium 中涉及 TcMYC2 的除虫菊素生物合成的新分子机制。TcMYC2 在 T. cinerariifolium 毛状根中的稳定过表达显着增加了 TcAOC 和 TcGLIP 的表达。进一步的瞬时过表达和病毒诱导的基因沉默实验表明，TcMYC2 积极促进了除虫菊素的生物合成。总的来说，结果揭示了 MeJA 诱导的 T. cinerariifolium 中涉及 TcMYC2 的除虫菊素生物合成的新分子机制。