Revealing evolution of tropane alkaloid biosynthesis by analyzing two genomes in the Solanaceae family

莨菪碱 托烷 颠茄 生物 茄科 基因组 曼陀罗 遗传学 基因 植物 神经科学
作者
Fangyuan Zhang,Fei Qiu,Junlan Zeng,Zhichao Xu,Yueli Tang,Tengfei Zhao,Yuqin Gou,Fei Su,Shiyi Wang,Xiuli Sun,Zheyong Xue,Weixing Wang,Chunxian Yang,Lingfeng Zeng,Xiaozhong Lan,Min Chen,Junhui Zhou,Zhihua Liao
出处
期刊:Nature Communications [Springer Nature]
卷期号:14 (1) 被引量:11
标识
DOI:10.1038/s41467-023-37133-4
摘要

Tropane alkaloids (TAs) are widely distributed in the Solanaceae, while some important medicinal tropane alkaloids (mTAs), such as hyoscyamine and scopolamine, are restricted to certain species/tribes in this family. Little is known about the genomic basis and evolution of TAs biosynthesis and specialization in the Solanaceae. Here, we present chromosome-level genomes of two representative mTAs-producing species: Atropa belladonna and Datura stramonium. Our results reveal that the two species employ a conserved biosynthetic pathway to produce mTAs despite being distantly related within the nightshade family. A conserved gene cluster combined with gene duplication underlies the wide distribution of TAs in this family. We also provide evidence that branching genes leading to mTAs likely have evolved in early ancestral Solanaceae species but have been lost in most of the lineages, with A. belladonna and D. stramonium being exceptions. Furthermore, we identify a cytochrome P450 that modifies hyoscyamine into norhyoscyamine. Our results provide a genomic basis for evolutionary insights into the biosynthesis of TAs in the Solanaceae and will be useful for biotechnological production of mTAs via synthetic biology approaches.
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
李言发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
3秒前
5秒前
6秒前
szk发布了新的文献求助10
6秒前
大胆的兔子应助李言采纳,获得10
7秒前
Jasper应助清秀的月亮采纳,获得10
8秒前
威武绮波发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
公西傲蕾发布了新的文献求助20
9秒前
在水一方应助nice采纳,获得10
11秒前
11秒前
剜勺苹果派完成签到,获得积分10
15秒前
szk完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
16秒前
敏er好学发布了新的文献求助10
16秒前
17秒前
wanci应助哈哈采纳,获得10
18秒前
关外李少发布了新的文献求助10
18秒前
adwsqqq发布了新的文献求助10
19秒前
19秒前
20秒前
21秒前
22秒前
AAAA完成签到,获得积分10
23秒前
在水一方应助剜勺苹果派采纳,获得10
23秒前
天下先发布了新的文献求助10
23秒前
godsong5287发布了新的文献求助10
23秒前
Telomere发布了新的文献求助10
24秒前
25秒前
许舟祈应助迷路的含桃采纳,获得10
25秒前
victory_liu发布了新的文献求助10
26秒前
26秒前
田様应助serapy采纳,获得10
27秒前
28秒前
29秒前
30秒前
楚天发布了新的文献求助10
33秒前
高分求助中
【本贴是提醒信息,请勿应助】请在求助之前详细阅读求助说明!!!! 20000
One Man Talking: Selected Essays of Shao Xunmei, 1929–1939 1000
The Three Stars Each: The Astrolabes and Related Texts 900
Yuwu Song, Biographical Dictionary of the People's Republic of China 800
Multifunctional Agriculture, A New Paradigm for European Agriculture and Rural Development 600
Challenges, Strategies, and Resiliency in Disaster and Risk Management 500
Bernd Ziesemer - Maos deutscher Topagent: Wie China die Bundesrepublik eroberte 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2482456
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2144890
关于积分的说明 5471573
捐赠科研通 1867251
什么是DOI,文献DOI怎么找? 928154
版权声明 563073
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 496555