Metabolic engineering of proanthocyanidin production by repressing the isoflavone pathways and redirecting anthocyanidin precursor flux in legume

生物 花青素 生物化学 花青素 类黄酮生物合成 生物合成 转录组 基因表达 植物 基因
作者
Penghui Li,Qiang Dong,GE Shu-jun,Xian-Zhi He,Jérôme Verdier,Dongqin Li,Jian Zhao
出处
期刊:Plant Biotechnology Journal [Wiley]
卷期号:14 (7): 1604-1618 被引量:68
标识
DOI:10.1111/pbi.12524
摘要

Summary Mt PAR is a proanthocyanidin ( PA ) biosynthesis regulator; the mechanism underlying its promotion of PA biosynthesis is not fully understood. Here, we showed that Mt PAR promotes PA production by a direct repression of biosynthesis of isoflavones, the major flavonoids in legume, and by redirecting immediate precursors, such as anthocyanidins, flux into PA pathway. Ectopic expression of Mt PAR repressed isoflavonoid production by directly binding and suppressing isoflavone biosynthetic genes such as isoflavone synthase ( IFS ). Meanwhile, Mt PAR up‐regulated PA ‐specific genes and decreased the anthocyanin levels without altering the expression of anthocyanin biosynthetic genes. Mt PAR may shift the anthocyanidin precursor flux from anthocyanin pathway to PA biosynthesis. Mt PAR complemented PA ‐deficient phenotype of Arabidopsis tt2 mutant seeds, demonstrating their similar action on PA production. We showed the direct interactions between Mt PAR , Mt TT 8 and Mt WD 40‐1 proteins from Medicago truncatula and Glycine max , to form a ternary complex to trans ‐activate PA ‐specific ANR gene. Finally, Mt PAR expression in alfalfa ( Medicago sativa ) hairy roots and whole plants only promoted the production of small amount of PA s, which was significantly enhanced by co‐expression of Mt PAR and Mt LAP 1 . Transcriptomic and metabolite profiling showed an additive effect between Mt PAR and Mt LAP 1 on the production of PA s, supporting that efficient PA production requires more anthocyanidin precursors. This study provides new insights into the role and mechanism of Mt PAR in partitioning precursors from isoflavone and anthocyanin pathways into PA pathways for a specific promotion of PA production. Based on this, a strategy by combining Mt PAR and Mt LAP 1 co‐expression to effectively improve metabolic engineering performance of PA production in legume forage was developed.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
maimu应助plu采纳,获得10
1秒前
杨然完成签到 ,获得积分10
1秒前
想飞的熊发布了新的文献求助10
2秒前
FashionBoy应助悦耳的子默采纳,获得10
3秒前
糊涂的雪旋完成签到 ,获得积分10
3秒前
Crest完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
6秒前
whuhustwit发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
7秒前
8秒前
8秒前
爆米花应助无敌龙傲天采纳,获得10
10秒前
隐形曼青应助lin采纳,获得10
11秒前
菜小瓜完成签到,获得积分10
11秒前
失眠的广山完成签到 ,获得积分10
12秒前
12秒前
cccy发布了新的文献求助10
14秒前
阳光的中蓝完成签到 ,获得积分10
15秒前
SciGPT应助祥梦伊飞采纳,获得10
17秒前
18秒前
19秒前
20秒前
Leo完成签到 ,获得积分10
22秒前
23秒前
SciGPT应助社恐小魏采纳,获得10
23秒前
tangt糖糖完成签到,获得积分10
24秒前
25秒前
27秒前
29秒前
30秒前
西伯利亚快车完成签到,获得积分10
30秒前
cccy完成签到,获得积分10
31秒前
李爱国应助存钱买馒头采纳,获得10
33秒前
34秒前
祥梦伊飞发布了新的文献求助10
34秒前
宋德智发布了新的文献求助10
36秒前
Soleil发布了新的文献求助10
37秒前
高分求助中
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
юрские динозавры восточного забайкалья 800
English Wealden Fossils 700
Chen Hansheng: China’s Last Romantic Revolutionary 500
宽禁带半导体紫外光电探测器 388
COSMETIC DERMATOLOGY & SKINCARE PRACTICE 388
Case Research: The Case Writing Process 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3142116
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2793077
关于积分的说明 7805362
捐赠科研通 2449427
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1303232
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 626807
版权声明 601291