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Solanum lycopersicum および Solanum habrochaites (f. typicum) アクセッション PI127826 は、さまざまなセスキテルペンを放出します。これらの揮発性セスキテルペンの生成に関与するテルペン合成酵素を同定するために、大規模並列パイロシーケンス (RNA-seq) を使用して、これらの植物から茎トリコームのトランスクリプトームを取得しました。このアプローチにより、最初に S. lycopersicum から 6 個のセスキテルペン シンターゼ cDNA が発見され、S. habrochaites から 5 個のセスキテルペン シンターゼ cDNA が発見されました。他のデータベースと S. lycopersicum ゲノムの検索により、毛状突起で発現される 2 つの追加のセスキテルペン シンターゼが発見されました。S. リコペルシカムおよび S. ハブロカイテス由来のセスキテルペン シンターゼは、高レベルのタンパク質同一性を持っています。それらのいくつかは、非機能タンパク質をコードしているようでした。機能的組換えタンパク質は、(E,E)-ファルネシル二リン酸からゲルマクレン、β-カリオフィレン/α-フムレン、ビリジフロレン、バレンセンを生成しました。しかし、これらの酵素の活性は、2 つのトマト植物間のセスキテルペン生産の違いを完全に説明するものではありません。RT-qPCR により、茎毛状突起における S. リコペルシクム セスキテルペン シンターゼのほとんどが高レベルで発現していることが確認されました。さらに、1 つのセスキテルペン合成酵素はジャスモン酸によって誘導されましたが、もう 1 つは処理によってわずかに抑制されたようです。私たちのデータは、栽培トマトと野生トマトにおけるテルペンシンターゼの進化を研究するための基盤を提供します。
Solanum lycopersicum および Solanum habrochaites (f. typicum) アクセッション PI127826 は、さまざまなセスキテルペンを放出します。これらの揮発性セスキテルペンの生成に関与するテルペン合成酵素を同定するために、大規模並列パイロシーケンス (RNA-seq) を使用して、これらの植物から茎トリコームのトランスクリプトームを取得しました。このアプローチにより、最初に S. lycopersicum から 6 個のセスキテルペン シンターゼ cDNA が発見され、S. habrochaites から 5 個のセスキテルペン シンターゼ cDNA が発見されました。他のデータベースと S. lycopersicum ゲノムの検索により、毛状突起で発現される 2 つの追加のセスキテルペン シンターゼが発見されました。S. リコペルシカムおよび S. ハブロカイテス由来のセスキテルペン シンターゼは、高レベルのタンパク質同一性を持っています。それらのいくつかは、非機能タンパク質をコードしているようでした。機能的組換えタンパク質は、(E,E)-ファルネシル二リン酸からゲルマクレン、β-カリオフィレン/α-フムレン、ビリジフロレン、バレンセンを生成しました。しかし、これらの酵素の活性は、2 つのトマト植物間のセスキテルペン生産の違いを完全に説明するものではありません。RT-qPCR により、茎毛状突起における S. リコペルシクム セスキテルペン シンターゼのほとんどが高レベルで発現していることが確認されました。さらに、1 つのセスキテルペン合成酵素はジャスモン酸によって誘導されましたが、もう 1 つは処理によってわずかに抑制されたようです。私たちのデータは、栽培トマトと野生トマトにおけるテルペンシンターゼの進化を研究するための基盤を提供します。
Solanum lycopersicum and Solanum habrochaites (f. typicum) accession PI127826 emit a variety of sesquiterpenes. To identify terpene synthases involved in the production of these volatile sesquiterpenes, we used massive parallel pyrosequencing (RNA-seq) to obtain the transcriptome of the stem trichomes from these plants. This approach resulted initially in the discovery of six sesquiterpene synthase cDNAs from S. lycopersicum and five from S. habrochaites. Searches of other databases and the S. lycopersicum genome resulted in the discovery of two additional sesquiterpene synthases expressed in trichomes. The sesquiterpene synthases from S. lycopersicum and S. habrochaites have high levels of protein identity. Several of them appeared to encode for non-functional proteins. Functional recombinant proteins produced germacrenes, β-caryophyllene/α-humulene, viridiflorene and valencene from (E,E)-farnesyl diphosphate. However, the activities of these enzymes do not completely explain the differences in sesquiterpene production between the two tomato plants. RT-qPCR confirmed high levels of expression of most of the S. lycopersicum sesquiterpene synthases in stem trichomes. In addition, one sesquiterpene synthase was induced by jasmonic acid, while another appeared to be slightly repressed by the treatment. Our data provide a foundation to study the evolution of terpene synthases in cultivated and wild tomato.
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