醛肟是來源於氨基酸的代謝產物，作為生長素的前體，並調節擬南芥中苯丙烷類化合物的生成。然而，茄科植物中負責醛肟生成的酶仍然未知。本文報道了番茄（Solanum lycopersicum）中醛肟生成酶的鑑定，並考察了醛肟生成改變如何影響生長素生成和苯丙烷類代謝。通過基於同源性的分析，我們在番茄中鑑定出5個推定的CYP79同源基因，其中SlCYP79DB32和SlCYP79DB52對多種氨基酸（包括苯丙氨酸和色氨酸）表現出醛肟生成活性。
SlCYP79DB32和SlCYP79DB52可將苯丙氨酸轉化為苯乙醛肟（PAOx），而僅有SlCYP79DB52可將色氨酸轉化為吲哚-3-乙醛肟（IAOx）。穩定同位素標記飼餵實驗表明，IAOx和PAOx分別可轉化為生長素吲哚-3-乙酸（IAA）和苯乙酸（PAA）。與此一致，經工程改造以過量產生IAOx和PAOx的番茄植株中，IAA和PAA的積累水平均升高。這些植株中苯丙烷類化合物的積累水平也較低。
在擬南芥和亞麻薺等十字花科植物中，醛肟積累通過促進苯丙氨酸解氨酶（PAL）的降解而抑制苯丙烷類化合物的生成。然而，在番茄中，醛肟積累並未降低PAL活性，這提示該物種中存在一種替代機制。轉錄組分析顯示，在醛肟過量積累的番茄植株中發生了廣泛的轉錄重編程，包括脅迫和防禦相關基因的上調。儘管觀察到苯丙烷類化合物水平下降，但大多數苯丙烷生物合成基因的轉錄水平並未降低，這表明這種抑制作用可能存在轉錄後調控。
綜上，我們的研究結果表明，醛肟可作為番茄中生長素生物合成的中間體，並揭示了醛肟介導的苯丙烷類代謝抑制作用並不僅限於十字花科植物。
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🏷️ 番茄 醛肟生物合成 生長素前體 苯丙烷代謝 CYP79同源基因