Исследователи определили молекулярный механизм биосинтеза терпеноидов в песколюбке

Песколюбка (Agriophyllum squarrosum), также известная как "песчаный рис", является растением-пионером подвижных и полуподвижных песчаных дюн в засушливых и полузасушливых регионах. Это народное монгольское лекарственное растение с многосторонней фармакологической и эколого-экономической ценностью, эндемичное для азиатских умеренных пустынь.

Как представительный пищевой и лекарственный ресурс в экстремальных регионах, песчаный рис обладает потенциалом для разработки в качестве возобновляемого немодельного растения для изучения производства терпеноидов. Однако молекулярный механизм биосинтеза терпеноидов в этом лекарственном растении до сих пор оставался неясным.

В исследовании, опубликованном в Plant Biotechnology Reports, ученые из Северо-Западного института экологии и природных ресурсов (NIEER) Китайской академии наук (CAS) использовали сравнительную транскриптомику различных тканей песколюбки. Целью было выявление предполагаемых функциональных генов, профилирование их экспрессии и дальнейшее прояснение потенциальных путей биосинтеза терпеноидов.

Исследователи провели сравнительный транскриптомный анализ разных тканей песколюбки и идентифицировали:

• 84 унигена, кодирующих ключевые ферменты в верхнем (upstream) пути биосинтеза остова терпеноидов.
• 53 унигена, кодирующих нижние (downstream) ферменты для диверсификации терпеноидов.

Сравнивая с другими представительными видами из семейства Amaranthaceae и Arabidopsis, исследователи также построили филогенетические отношения ключевых генных семейств, участвующих в биосинтезе терпеноидов, и прояснили их функциональную диверсификацию.

Кроме того, учитывая характеристики среды обитания песколюбки, ученые предположили, что обогащение терпеноидами и функциональная диверсификация ферментов их биосинтеза в той или иной степени связаны с адаптацией растения к стрессовым условиям пустыни.

Это исследование предоставит генетическую информацию для дальнейшего прояснения молекулярного механизма биосинтеза терпеноидов в песколюбке и других видах семейства Amaranthaceae. Это будет способствовать фармакологическому применению и послужит основой для локальных эволюционных и экологических исследований этого народного лекарственного растения.