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科研人员揭示药用植物化学防御的新机制,为开发人参物种病害防治植物杀虫剂提供了启示
来源:农化专利网   发布时间:2024-01-24 08:39
简述
2024年1月18日,国际权威学术期刊Nature Communications发表了澳门大学万建波、北京中医药大学史社坡、云南农业大学何霞红等团队合作的最新研究成果。

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2024年1月18日,国际权威学术期刊Nature Communications发表了澳门大学万建波、北京中医药大学史社坡、云南农业大学何霞红等团队合作的最新研究成果,题为Discovery of plant chemical defence mediated by a two-component system involving β-glucosidase in Panax species的研究论文。

植物通常以非活性形式产生防御代谢物,以尽量减少对自身造成伤害的风险,并在病原体侵袭时在时空上激活这些防御代谢物。这种所谓的双组分系统在各种植物的化学防御中起着决定性作用。在这篇文章中,科研人员发现名贵药材三七进化出了一种双组分化学防御系统,该系统由叶绿体定位的β-葡萄糖苷酶(称为PnGH1)及其底物PPD型人参皂苷组成。在生理条件下,β-葡萄糖苷酶及其底物在细胞中是空间分离的,因此人参皂苷的水解只有在叶绿体破坏时才会被激活,而叶绿体破坏是由病原真菌在接触植物叶片时诱导的胞外酶引起的。


PnGH1介导的水解作用被激活后,通过选择性水解C-3位点的外层葡萄糖,产生了一系列极性较低的人参皂苷,这些人参皂苷与前体分子相比,在体外和体内具有更广谱、更强效的抗真菌活性。此外,在同属植物花旗参和人参中也发现了真菌感染时β-葡萄糖苷酶介导的水解作用。科研人员的研究结果揭示了人参物种中的双组分化学防御系统,并为开发人参物种病害防治植物杀虫剂提供了启示。

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图1  三七叶中PnGH1介导的人参皂苷水解及其在针对植物病原体的化学防御中的作用

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文章来源:Ad植物微生物