水杨酸介导的大戟属植物（Euphorbia lathyris L.）悬浮细胞中抗卵菌二萜类化合物的生物合成

《Plant Cell Reports》：Salicylic acid-mediated biosynthesis of anti-oomycete diterpenoids in Euphorbia lathyris L. suspension cells

水杨酸处理显著提升植物Euphorbia lathyris悬浮培养中生物活性二萜类化合物（jolkinol A等）的产量，通过激活防御和生物合成途径，特别是上调酰基转移酶基因ElBAHD1，其过表达增强目标化合物积累，且jolkin A表现出强抗真菌活性。

　　

摘要

关键信息

水杨酸处理通过激活防御机制和二萜类化合物的生物合成途径，显著提高了Euphorbia lathyris悬浮培养物中生物活性Euphorbia二萜类化合物的产量，其中包括上调关键酰基转移酶基因ElBAHD1的表达。

摘要

药用植物Euphorbia lathyris能够产生具有药理活性的二萜类化合物，但这些化合物在Euphorbia植物中的含量较低。为了提高生物活性二萜类化合物的产量，研究人员建立了一种高效的E. lathyris悬浮培养系统。水杨酸（SA）处理（浓度为550 μM，持续10天）显著增强了lathyrane型二萜类化合物jolkinol A′（1）、jolkinol A（2）、jolkinol B（5）以及一种新的16-羟基化jolkinol A衍生物（7）的产量。特别是，jolkinol A（2）的体积产量达到了47.00 mg L^?1，比未处理组提高了5.4倍。有趣的是，水杨酸还诱导了多环二萜类化合物（如ent-atisane和ent-kaurane）的生成。转录组分析表明，水杨酸激活了防御机制和二萜类化合物的生物合成途径，上调了一系列基因的表达，其中包括酰基转移酶基因ElBAHD1。过表达ElBAHD1促进了转基因毛状根中jolkinol A′（1）、jolkinol A（2）和jolkinol B（5）的积累，并影响了二萜类化合物生物合成基因的表达。值得注意的是，jolkinol A（2）对Phytophthora capsici表现出强烈的抗真菌活性，其效果与商业杀菌剂metalaxyl在浓度为200 μg mL^?1时的效果相当（84.76%）。这项研究揭示了水杨酸诱导Euphorbia生物活性二萜类化合物生物合成的机制，为未来E. lathyris的代谢工程奠定了坚实的基础。