Роль альтернативного сплайсинга гена CsTPS1 в защите чайного растения от патогенов
Гераниол — ключевой компонент цветочного аромата чая (Camellia sinensis), однако его биосинтез и роль в защитных реакциях растения были изучены недостаточно.
В сентябре 2023 года в журнале Horticulture Research было опубликовано исследование, раскрывающее механизм регуляции защиты растения через альтернативный сплайсинг гена синтазы терпенов.
Ключевые открытия
- Учёные идентифицировали ген CsTPS1, кодирующий терпенсинтазу. Этот ген имеет две формы: полноразмерный белок (CsTPS1) и изоформу, образующуюся в результате альтернативного сплайсинга (CsTPS1-AS).
- Обе формы белка in vitro катализируют образование гераниола из субстрата GPP.
- Экспрессия именно CsTPS1-AS значительно возрастала при заражении патогенными грибами C. gloeosporioides и Neopestalotiopsis sp.
Экспериментальное подтверждение роли
- Подавление экспрессии CsTPS1-AS (сайленсинг) привело к снижению накопления гераниола в растениях.
- Такие растения стали более восприимчивы к патогенной инфекции по сравнению с контрольной группой.
- При этом сайленсинг полноразмерного CsTPS1 не показал значимых различий в содержании гераниола и устойчивости к патогенам.
Механизм действия
- Снижение экспрессии CsTPS1-AS привело к уменьшению активности генов, связанных с защитой растения (PR1 и PR2), и генов SA-пути (салициловой кислоты), что ослабило иммунный ответ.
- Гераниол in vitro продемонстрировал дозозависимую противогрибковую активность.
- Белки CsTPS1 и CsTPS1-AS имеют разную субклеточную локализацию, что указывает на потенциально различные функциональные роли.
Вывод
Исследование впервые показало, что альтернативный сплайсинг гена CsTPS1 (образование изоформы CsTPS1-AS) играет ключевую роль в биосинтезе гераниола и обеспечении устойчивости чайного растения к патогенам. Это открытие углубляет понимание сложных защитных стратегий растений и роли альтернативного сплайсинга во взаимодействии с патогенами.