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La Sintasa de Terpenos de Maíz 8 (ZmTPS8) Contribuye a una Mezcla Compleja de Antibióticos Elicitados por Hongos

Autores: Saldivar, Evan V.; Ding, Yezhang; Poretsky, Elly; Bird, Skylar; Block, Anna K.; Huffaker, Alisa; Schmelz, Eric A.

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

La Sintasa de Terpenos de Maíz 8 (ZmTPS8) Contribuye a una Mezcla Compleja de Antibióticos Elicitados por Hongos


Categoría

Ciencias Agrícolas y Biológicas

Subcategoría

Botánica

Palabras clave

Sintasa de terpenos
Monooxigenasas del citocromo P450
Sesquiterpenoides
Diterpenoides
Maíz
Antibiótico

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 7

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
En el maíz, las respuestas inmunitarias inducidas por hongos incluyen la acumulación de enzimas terpene sintasa (TPS) y monooxigenasas de citocromo P450 (CYP), lo que resulta en complejas matrices antibióticas de sesquiterpenoides y diterpenoides, incluidos los derivados de alfa/beta-selineno, zealexinas, kauralexinas y dolabralexinas. Para descubrir familias antibióticas adicionales, realizamos un perfil metabólico de tejidos de tallo inducidos en poblaciones de mapeo, que incluían líneas recombinantes endogámicas B73 x M162W y el panel de diversidad Goodman. Se asociaron cinco sesquiterpenoides candidatos con un locus del cromosoma 1 que abarca la ubicación de ZmTPS8 y ZmCYP71Z19. Los estudios de coexpresión de enzimas heterólogas de ZmTPS27 resultaron en la producción de geraniol, mientras que ZmTPS8 produjo alfa-copaeno, -cadineno y alcoholes sesquiterpenoides consistentes con -cubebol, cubebol, copan-3-ol y copaborneol, coincidiendo con los esfuerzos de mapeo de asociación. ZmTPS8 es una sintetasa de alfa-copaeno multiproducto establecida; sin embargo, los alcoholes sesquiterpenoides derivados de ZmTPS8 son raramente encontrados en tejidos de maíz. Un estudio de asociación del genoma completo vinculó aún más un ácido sesquiterpenoide desconocido a ZmTPS8 y los estudios de coexpresión de enzimas heterólogas ZmTPS8-ZmCYP71Z19 produjeron el mismo producto. Para considerar los roles defensivos de ZmTPS8, ensayos bioquímicos in vitro con cubebol demostraron una actividad antifúngica significativa contra ambos hongos. Como un rasgo bioquímico genéticamente variable, ZmTPS8 contribuye al cóctel de antibióticos terpenoides presentes tras interacciones complejas entre heridas y la elicitation fúngica.

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