쌀에서 리마콩 테르펜 합성효소의 발현이 주요 쌀 해충의 유익한 적의 모집을 증가시킵니다.

휘발성 테르페노이드는 기생 말벌을 유인하여 식물의 초식 방어에서 중요한 역할을 합니다. 우리는 알라메티신 엘리시터 또는 거미 진드기(Tetranychus cinnabarinus) 처리를 통해 리마콩(Phaseolus lunatus L.)에서 7개의 테르펜 합성효소 유전자를 확인했습니다. 이 중 4개의 유전자(Pltps2, Pltps3, Pltps4 및 Pltps5)는 발현이 증가했으며, 유래 단백질은 TPS-g 아과에서 계통적으로 군집을 이루었고 PlTPS3가 이 군집의 기저에 위치했습니다. 재조합 PlTPS3는 제라닐 이인산과 파르네실 이인산을 리날룰과 (E)-네롤리돌로 전환할 수 있었으며, 후자는 호모테르펜 (E)-4,8-디메틸-1,3,7-논타트렌(DMNT)의 전구체입니다. 재조합 PlTPS4는 다른 기질 특이성을 보였으며, 제라니올과 (E)-네롤리돌 외에도 제라니기제놀 이인산에서 (E,E)-제라니릴리날룰을 생성했습니다. Pltps3을 발현하는 형질전환 쌀은 야생형 식물보다 (S)-리날룰과 DMNT를 유의미하게 더 방출했으며, Pltps4를 발현하는 형질전환 쌀은 (S)-리날룰, DMNT 및 (E,E)-4,8,12-트리메틸-1,3,7,11-트라이데카테트레인(TMTT)을 생산했습니다. 실험실 생물시험에서 줄무늬 쌀 줄기 구멍벌레(Chilo suppressalis)의 자연적 적인 여성 Cotesia chilonis가 형질전환 식물과 그들의 휘발성 화합물에 유의미하게 유인되었습니다. 우리는 자연 쌀 휘발성 성분을 모방한 합성 혼합물로 이 점을 추가로 확인했습니다. 우리의 연구는 쌀을 변형시켜 휘발성 테르페노이드를 생산하는 것이 자연적 적의 모집을 통한 식물의 간접 방어를 강화할 가능성을 가지고 있음을 보여줍니다.