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Candidate Gene Networks for Acylsugar Metabolism and Plant Defense in Wild Tomato Solanum pennellii.
The Plant Cell ( IF 10.0 ) Pub Date : 2019-10-18 , DOI: 10.1105/tpc.19.00552 Sabyasachi Mandal 1 , Wangming Ji 1 , Thomas D McKnight 2
The Plant Cell ( IF 10.0 ) Pub Date : 2019-10-18 , DOI: 10.1105/tpc.19.00552 Sabyasachi Mandal 1 , Wangming Ji 1 , Thomas D McKnight 2
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Many solanaceous plants secrete acylsugars, which are branched-chain and straight-chain fatty acids esterified to Glu or Suc. These compounds have important roles in plant defense and potential commercial applications. However, several acylsugar metabolic genes remain unidentified, and little is known about regulation of this pathway. Comparative transcriptomics between low- and high-acylsugar-producing accessions of Solanum pennellii revealed that expression levels of known and novel candidate genes (putatively encoding beta-ketoacyl-(acyl-carrier-protein) synthases, peroxisomal acyl-activating enzymes, ATP binding cassette (ABC) transporters, and central carbon metabolic proteins) were positively correlated with acylsugar accumulation, except two genes previously reported to be involved in acylglucose biosynthesis. Genes putatively encoding oxylipin metabolic proteins, subtilisin-like proteases, and other antimicrobial defense proteins were upregulated in low-acylsugar-producing accessions. Transcriptome analysis after biochemical inhibition of biosynthesis of branched-chain amino acids (precursors to branched-chain fatty acids) by imazapyr showed concentration-dependent downregulation of known and most acylsugar candidate genes, but not defense genes. Weighted gene correlation network analysis identified separate coexpressed gene networks for acylsugar metabolism (including six transcription factor genes and flavonoid metabolic genes) and plant defense (including genes putatively encoding NB-ARC and leucine-rich repeat sequences, protein kinases and defense signaling proteins, and previously mentioned defense proteins). Additionally, virus-induced gene silencing of two trichomes preferentially expressed candidate genes for straight-chain fatty acid biosynthesis confirmed their role in acylsugar metabolism.
中文翻译：
野生番茄中酰糖代谢和植物防御的候选基因网络。
许多茄科植物分泌酰糖，它们是酯化为 Glu 或 Suc 的支链和直链脂肪酸。这些化合物在植物防御和潜在的商业应用中具有重要作用。然而，一些酰基糖代谢基因仍未被识别，并且对该途径的调节知之甚少。低酰糖产量和高酰糖产量的茄属植物之间的比较转录组学揭示了已知和新候选基因（推测编码β-酮酰基-（酰基载体蛋白）合酶、过氧化物酶体酰基激活酶、ATP 结合盒）的表达水平除了先前报道的参与酰基葡萄糖生物合成的两个基因外，（ABC）转运蛋白和中心碳代谢蛋白）与酰基糖积累呈正相关。推测编码氧脂素代谢蛋白、枯草杆菌蛋白酶和其他抗菌防御蛋白的基因在低酰糖生产品种中上调。灭草烟对支链氨基酸（支链脂肪酸前体）生物合成的生化抑制后的转录组分析显示，已知的和大多数酰基糖候选基因呈浓度依赖性下调，但防御基因则不然。加权基因相关网络分析确定了酰基糖代谢（包括六个转录因子基因和类黄酮代谢基因）和植物防御（包括推定编码 NB-ARC 和富含亮氨酸重复序列、蛋白激酶和防御信号蛋白的基因）的单独共表达基因网络，以及前面提到的防御蛋白）。 此外，病毒诱导的两个毛状体的基因沉默优先表达直链脂肪酸生物合成的候选基因，证实了它们在酰基糖代谢中的作用。
更新日期：2020-01-11
中文翻译：
野生番茄中酰糖代谢和植物防御的候选基因网络。
许多茄科植物分泌酰糖，它们是酯化为 Glu 或 Suc 的支链和直链脂肪酸。这些化合物在植物防御和潜在的商业应用中具有重要作用。然而，一些酰基糖代谢基因仍未被识别，并且对该途径的调节知之甚少。低酰糖产量和高酰糖产量的茄属植物之间的比较转录组学揭示了已知和新候选基因（推测编码β-酮酰基-（酰基载体蛋白）合酶、过氧化物酶体酰基激活酶、ATP 结合盒）的表达水平除了先前报道的参与酰基葡萄糖生物合成的两个基因外，（ABC）转运蛋白和中心碳代谢蛋白）与酰基糖积累呈正相关。推测编码氧脂素代谢蛋白、枯草杆菌蛋白酶和其他抗菌防御蛋白的基因在低酰糖生产品种中上调。灭草烟对支链氨基酸（支链脂肪酸前体）生物合成的生化抑制后的转录组分析显示，已知的和大多数酰基糖候选基因呈浓度依赖性下调，但防御基因则不然。加权基因相关网络分析确定了酰基糖代谢（包括六个转录因子基因和类黄酮代谢基因）和植物防御（包括推定编码 NB-ARC 和富含亮氨酸重复序列、蛋白激酶和防御信号蛋白的基因）的单独共表达基因网络，以及前面提到的防御蛋白）。 此外，病毒诱导的两个毛状体的基因沉默优先表达直链脂肪酸生物合成的候选基因，证实了它们在酰基糖代谢中的作用。
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