Multiomics dissection of the structural and biosynthetic diversity of steroidal glycoalkaloids in wild potatoes

生物 龙葵 基因 代谢组学 计算生物学 生物化学 遗传学 系统发育树 收敛演化 功能多样性 系统发育学 糖生物碱 功能(生物学) 转录组 植物 分子育种 生物合成 茄科 进化生物学 种间竞争 羟基化 结构基因 生物技术 代谢途径 候选基因
作者
Zhong Zhang,Yingmei Wu,Juechen Long,Qin Shi,Wei Tan,Hanrui Hu,Lingling Wei,Xionghui Bai,Chunzhi Zhang,Junbo Gou,Guangtao Zhu
出处
期刊:Plant Physiology [Oxford University Press]
卷期号:200 (3)
标识
DOI:10.1093/plphys/kiaf652
摘要

Steroidal glycoalkaloids are defensive and antinutritional metabolites in Solanum plants with extensive structural diversity and bioactivity. However, the chemical profiles and molecular mechanisms underlying the structural diversity of steroidal glycoalkaloids in potato (Solanum section Petota) remain poorly understood. We performed metabolomic analyses on 68 accessions from 46 species, quantifying 64 steroidal glycoalkaloids with three structural types (solanidane, spirosolane 22αN, and spirosolane 22βN). These revealed marked interspecific differences in steroidal glycoalkaloid composition and content, with five distinct steroidal glycoalkaloids clusters corresponding to four sample subgroups. We constructed a de novo pan-transcriptome yielding a high-quality expression dataset encompassing 32,844 genes, including 4,848 assembled genes absent from the reference genome. Integrative metabolome-transcriptome analyses identified 193 candidate genes involved in steroidal glycoalkaloid structural modification. Five 2-oxoglutarate-dependent dioxygenase and GAME25 genes were identified as key regulators driving steroidal glycoalkaloid structural variation. We performed experimental validation to characterize the function of a 2-oxoglutarate-dependent dioxygenase member that specifically catalyzes C-23 hydroxylation of spirosolane 22αN-type steroidal glycoalkaloids, with a preference for glycosylated α-solasonine over solasodine. This study establishes a metabolite-gene atlas elucidating steroidal glycoalkaloid diversity in Solanum sect. Petota, providing valuable resources for leveraging steroidal glycoalkaloid diversity in potato breeding programs.
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
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
小一发布了新的文献求助10
刚刚
wlywdb完成签到,获得积分10
刚刚
RichieXU完成签到,获得积分10
2秒前
Charih发布了新的文献求助10
3秒前
飞燕完成签到 ,获得积分10
5秒前
闪闪谷梦发布了新的文献求助10
6秒前
笨笨的翠完成签到,获得积分20
6秒前
Autaro完成签到,获得积分10
9秒前
无极微光应助幸福纲采纳,获得20
9秒前
yb完成签到,获得积分10
10秒前
13秒前
13秒前
15秒前
16秒前
junjun完成签到,获得积分10
18秒前
19秒前
19秒前
22秒前
闪闪谷梦完成签到,获得积分20
22秒前
cdercder应助小绵羊采纳,获得10
24秒前
xiaorui完成签到,获得积分10
26秒前
李燕伟完成签到 ,获得积分10
26秒前
姜姜研发布了新的文献求助10
27秒前
yan发布了新的文献求助10
27秒前
向着梦想出发完成签到 ,获得积分10
27秒前
胸有激雷面如平湖完成签到,获得积分10
29秒前
cdercder应助小绵羊采纳,获得10
30秒前
小杨完成签到,获得积分10
30秒前
wzh完成签到,获得积分20
31秒前
han完成签到,获得积分10
33秒前
33秒前
迷路荧完成签到,获得积分10
35秒前
qqmm27完成签到,获得积分10
36秒前
李文浩发布了新的文献求助40
36秒前
36秒前
可爱大开发布了新的文献求助10
36秒前
迷路的阿七完成签到 ,获得积分10
37秒前
ARNAMO完成签到,获得积分10
39秒前
摸鱼大王在摸鱼完成签到 ,获得积分10
39秒前
极光完成签到 ,获得积分10
40秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Gründe der Seele:Die Wiener Psychatrie im 20.Jahrhundert 1000
Development of a Bridge Weigh-In-Motion System: A technology to convert the bridge response to the passage of traffic into data on vehicle configurations, speeds, times of travel and weights 1000
Organic Reactions, Volume 116 1000
Current concepts in cutaneous toxicity : proceedings of the Fourth Conference on Cutaneous Toxicity, Washington, D.C., May 9-11, 1979 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7272937
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8893967
关于积分的说明 18801992
捐赠科研通 6947282
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3205122
关于科研通互助平台的介绍 2377090
邀请新用户注册赠送积分活动 2180299