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Primera aclaración del mecanismo de acción de la glicosiltransferasa de manzana MdUGT91AJ2 involucrada en el metabolismo de detoxificación del herbicida triketona sulcotriona

Autores: Zhao, Aijuan; Teng, Xiao; Ma, Yingxin; Mu, Lijun; Han, Shibo; Wang, Shumin; Lei, Kang; Ji, Lusha; Li, Pan

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Primera aclaración del mecanismo de acción de la glicosiltransferasa de manzana MdUGT91AJ2 involucrada en el metabolismo de detoxificación del herbicida triketona sulcotriona


Categoría

Ciencias Agrícolas y Biológicas

Subcategoría

Botánica

Palabras clave

Herbicidas triketona
Glicosiltransferasas
Detoxificación
Sulcotriona
Inhibidores de HPPD
Mecanismo metabólico

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 9

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El sulcotrione es un miembro de los herbicidas triketona, una clase de inhibidores de HPPD (dioxygenasa 4-hidroxifenilpiruvato) con actividad herbicida de amplio espectro. Las modificaciones de la glicosilación mediadas por glicosiltransferasas (GT) están involucradas en la detoxificación de las plantas. En este estudio, analizamos datos de chips publicados en línea y encontramos que ocho glicosiltransferasas del grupo A de la familia de glicosiltransferasas de manzana 1 pueden estar involucradas en el mecanismo metabólico de detoxificación de los herbicidas triketona. Para verificar esta predicción, inducimos plántulas de manzana con seis tipos de herbicidas triketona y luego detectamos los niveles de expresión de ocho genes de glicosiltransferasas a través de PCR en tiempo real. Encontramos que los herbicidas triketona inducían la regulación al alza de ocho genes de glicosiltransferasas en diferentes grados, siendo el más significativamente regulado al alza por la expresión del gen de glicosiltransferasa inducida por sulcotrione. Luego, a través de reacciones enzimáticas in vitro e identificación por HPLC de sustratos glicosídicos, se encontró que la glicosiltransferasa MdUGT91AJ2 tenía la mayor actividad enzimática específica contra el herbicida triketona sulcotrione. Además, el mecanismo in vivo de la glicosiltransferasa MdUGT91AJ2 en el metabolismo de detoxificación de sulcotrione fue validado aún más al sobreexpresar la cepa en la planta. El análisis por HPLC mostró que el contenido de glicosidos de sulcotrione en la cepa sobreexpresada era significativamente mayor que en el tipo salvaje. Este resultado indicó que la glicosiltransferasa de manzana MdUGT91AJ2 puede seguir glicosilando y modificando sulcotrione en las plantas y participar en su metabolismo de detoxificación. En resumen, este estudio identificó por primera vez una nueva glicosiltransferasa de manzana MdUGT91AJ2 y elucidó su mecanismo de acción en la detoxificación y metabolismo del herbicida triketona sulcotrione.

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