Suppr超能文献

CrJAT1 调控内源性 JA 信号以调节. 中的单萜吲哚生物碱生物合成

CrJAT1 Regulates Endogenous JA Signaling for Modulating Monoterpenoid Indole Alkaloid Biosynthesis in .

机构信息

School of Biological Engineering, Dalian Polytechnic University, Dalian 116034, China.

College of Bioscience and Biotechnology, Shenyang Agricultural University, Shenyang 110866, China.

出版信息

Genes (Basel). 2024 Mar 2;15(3):324. doi: 10.3390/genes15030324.

Abstract

Many monoterpenoid indole alkaloids (MIAs) produced in have demonstrated biological activities and clinical potential. However, their complex biosynthesis pathway in plants leads to low accumulation, limiting therapeutic applications. Efforts to elucidate the MIA biosynthetic regulatory mechanism have focused on improving accumulation levels. Previous studies revealed that jasmonic acid (JA), an important plant hormone, effectively promotes MIA accumulation by inducing the expression of MIA biosynthesis and transport genes. Nevertheless, excessive JA signaling can strongly inhibit plant growth, decreasing MIA productivity in . Therefore, identifying key components balancing growth and MIA production in the JA signaling pathway is imperative for effective pharmaceutical production. Here, we identify a homolog of the jasmonate transporter 1, CrJAT1, through co-expression and phylogenetic analyses. Further investigation demonstrated that CrJAT1 can activate JA signaling to promote MIA accumulation without compromising growth. The potential role of CrJAT1 in redistributing intra/inter-cellular JA and JA-Ile may calibrate signaling to avoid inhibition, representing a promising molecular breeding target in to optimize the balance between growth and specialized metabolism for improved MIA production.

摘要

许多在 中产生的单萜吲哚生物碱(MIAs)已经表现出生物活性和临床潜力。然而,它们在植物中的复杂生物合成途径导致了低积累,限制了治疗应用。阐明 MIA 生物合成调控机制的努力集中在提高积累水平上。先前的研究表明,茉莉酸(JA),一种重要的植物激素,通过诱导 MIA 生物合成和转运基因的表达,有效地促进了 MIA 的积累。然而,过量的 JA 信号会强烈抑制植物的生长,降低 在 MIA 的产量。因此,鉴定 JA 信号通路中平衡生长和 MIA 产生的关键成分对于有效药物生产至关重要。在这里,我们通过共表达和系统发育分析鉴定了茉莉酸转运蛋白 1 的同源物 CrJAT1。进一步的研究表明,CrJAT1 可以激活 JA 信号通路,促进 MIA 的积累,而不会损害生长。CrJAT1 在重新分配细胞内/间 JA 和 JA-Ile 中的潜在作用可能会调整信号以避免抑制,这代表了 在优化生长和专门代谢物之间的平衡以提高 MIA 产量方面的一个有前途的分子育种目标。

https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/ec5e/10970522/eb004442ef18/genes-15-00324-g001.jpg

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