水稻KSLX基因"解交叉"：新型等位基因功能解析揭示二萜防御代谢多样性

本研究深入解析了水稻(Oryza)中特殊Kaurene Synthase-Like (KSL)基因KSLX的两种新型等位基因(KSLXn和KSLXb)功能，发现其能特异性催化syn-柯巴基焦磷酸(syn-CPP)生成新型二萜syn-海松-9(11),15-二烯。研究揭示了KSL8/9/X基因座的复杂进化历程，为理解水稻泛基因组二萜防御代谢武器库的多样性提供了新见解。

　　

Highlight

解开"X"之谜：水稻KSLX等位基因功能表征

结果与讨论

为探究先前在basmati亚种ARC 10497栽培种中发现的系统发育独特等位基因(Zhao et al., 2023)可能存在的功能变异，研究人员克隆了其伪成熟(即去除N端质体靶向肽)编码序列，并在大肠杆菌(Escherichia coli)模块化代谢工程系统(Cyr et al., 2007)中表达。构建体与GGPP合成酶及产生常规型、ent型或syn型CPP的CPSs共表达，结果显示...

结论

本研究对KSL9/X的表征揭示了KSL8/9/X基因座的进化历程(图4)。将ObKSLXb鉴定为KSL9表明AA基因组谱系中保留了这个基因的功能拷贝，这解释了KSL9p(假基因)高保留率(>90%)的原因——即近期功能丧失与保留KSL8的选择压力共同作用的结果。KSL8-KSL9p串联对的保留使得KSL8和KSL9p之间可能通过同源重组发生"交叉"(crossing)，从而...

生物化学

除非另有说明，所有化学品均购自Fisher Scientific。OsKSLXo克隆自basmati亚种ARC 10497栽培种(OsARC_11g0013490)，并截去N端质体靶向序列(前68个氨基酸)。OsKSLXn(DDBJ登录号LC774657)经合成(Twist Biosciences)后同样去除N端质体靶向序列(前68个氨基酸)。ObKSL9/Xb(Obart_032089)合成时直接去除了N端质体靶向序列...

作者贡献声明

Tristan Weers：撰写初稿，实验操作，数据分析

Yiling Feng：实验操作，数据分析

Reuben Peters：文稿修改，研究指导，经费支持，数据分析，概念设计