Erysimum cheiranthoides, an ecological research system with potential as a genetic and genomic model for studying cardiac glycoside biosynthesis
Erysimum cheiranthoides, an ecological research system with potential as a genetic and genomic model for studying cardiac glycoside biosynthesis
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Erysimum cheiranthoides，一种生态研究系统，具有作为研究强心苷生物合成的遗传和基因组模型的潜力
DOI：
10.1007/s11101-018-9562-4
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发表时间：
2018
影响因子：
7.7
通讯作者：
Jander, Georg
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Züst, Tobias;Mirzaei, Mahdieh;Jander, Georg
至少有12个植物科含有合成心糖苷以抵御食草动物的物种。这些动物Na+， K+- atp酶抑制剂在治疗充血性心力衰竭和其他疾病方面也有医学用途。然而，尽管广泛的生态学研究和几个世纪以来在传统和现代医学中的应用，心脏糖苷的完整生物合成途径尚未在任何植物物种中被阐明。在很大程度上，这一研究缺陷是由于心脏苷只由非模式植物物种产生，如洋地黄，这些物种不适合突变、克隆和遗传定位方法的发展。基因组测序、转录谱分析、植物转化、瞬时表达分析和植物代谢物分析的最新进展为心脏糖苷生物合成途径的研究和阐明提供了新的机会。为十字花科植物，特别是拟南芥开发的遗传工具可能直接适用于十字花科植物erysimum，其特征是产生心脏糖苷作为防御性代谢物。我们认为，快速循环、自花授粉、基因组相对较小的二倍体erysimum cheiranthoides（wormseed wallflower）可能是推进植物心苷生物合成研究的一个合适的模式系统。
At least twelve plant families contain species that synthesize cardiac glycosides as defense against herbivory. These inhibitors of animal Na+, K+-ATPases also have medical uses in treating congestive heart failure and other diseases. However, despite extensive ecological research and centuries of use in both traditional and modern medicine, the complete cardiac glycoside biosynthesis pathway has yet to be elucidated in any plant species. To a large extent, this research deficit results from the fact that cardiac glycosides are produced exclusively by non-model plant species such asDigitalisthat have not been amenable to the development of mutagenesis, cloning, and genetic mapping approaches. Recent advances in genome sequencing, transcript profiling, plant transformation, transient expression assays, and plant metabolite analysis have provided new opportunities for the investigation and elucidation of cardiac glycoside biosynthesis pathways. The genetic tools that have been developed for Brassicaceae, in particularArabidopsis thaliana, may be directly applicable toErysimum, a Brassicaceae genus that characteristically produces cardiac glycosides as defensive metabolites. We propose thatErysimum cheiranthoides(wormseed wallflower), a rapid-cycling, self-pollinating species with a relatively small, diploid genome, would be a suitable model system to advance research on the biosynthesis of cardiac glycosides in plants.
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DOI：
10.3390/molecules22111932
发表时间：
2017-11-08
期刊：
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Diederich M
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A. Stoll
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