玉米中真菌诱导的O-甲基化类黄酮的生物合成及抗真菌活性

禾本科植物（包括水稻 [Oryza sativa]、高粱 [Sorghum bicolor] 和大麦 [Hordeum vulgare]）受到真菌感染会诱导类黄酮植物抗毒素的形成和积累。然而，在玉米（Zea mays）中，研究人员主要关注苯并恶嗪酮类和萜类植物抗毒素，对响应病原体诱导类黄酮的情况知之甚少。在本研究中，我们检测了玉米中真菌诱导的类黄酮代谢，并鉴定了参与 O-甲基类黄酮形成的关键生物合成酶。主要终产物被鉴定为一种衍生自 2-羟基柚皮素的化合物（称为 xilonenin）的两种互变异构体，该化合物显著抑制了两种玉米病原菌（Fusarium graminearum 和 Fusarium verticillioides）的生长。在鉴定的生物合成酶中，有两种 O-甲基转移酶（OMT），即类黄酮 OMT 2（FOMT2）和 FOMT4，它们对多种不同类型的类黄酮表现出明显的区域特异性。此外，发现 CYP93G 亚科中的一种细胞色素 P450 单加氧酶（CYP）充当黄烷酮 2-羟化酶，为 FOMT2 催化形成 xilonenin 提供底物。总之，玉米在受到广泛真菌侵染时，会产生具有抗真菌活性的多种 O-甲基类黄酮混合物。