摘要
酚胺是植物中的一种次生代谢物，大多由BAHD家族的酶催化形成，广泛存在于禾本科、茄科等植物，能够抵御生物胁迫。目前小麦中对BAHD酶的研究较少，仅证实了3个基因（TaACT1-1/1-2/2）参与合成酚胺。 本研究以一个包含368份品系的小麦自然群体为材料，通过液相色谱-质谱连用仪（LC-MS）检测小麦两叶一心期叶片中的9种酚胺含量。经过代谢全基因组关联分析（mGWAS）、基因注释及同源比对，我们共筛选出8个编码BAHD酰基转移酶的候选基因，其中2D染色体上的TaACT1-1/1-2/2已被报道能够催化胍丁胺酰基化。另外的5个基因分布在2A和2B染色体上，经进化分析将其分别命名为TaACT3-1/3-2、TaACT4-1/4-2/4-3。通过单倍型分析和特异扩增，我们发现TaACT3-2和TaACT4-1的CDS区存在多个非同义变异位点与芥子酰胍丁胺（Sin-Agm）的含量变化显著相关，并通过体外酶活验证了5个基因都能够将胍丁胺酰基化，其中一些基因对腐胺或酪胺也有微弱的活性。 为了进一步丰富小麦酚胺的合成通路，我们通过基因组注释及同源比对，找到可能催化腐胺、色胺、酪胺及5-羟色胺酰基化的基因，并命名为TaPHT1和TaTHT1。体外活性实验证明TaPHT1对腐胺有比较强的活性，TaTHT1对5-羟色胺的相对活性最强。 为验证候选基因在小麦中能够通过产生这些酚胺物质抵抗生物胁迫，如抵抗禾谷镰刀菌的侵害，我们在培养基中分别添加0.5mM的酰基化胍丁胺和5-羟色胺，并观察到镰刀菌生长受到明显抑制。 本研究通过正反向遗传学结合的手段，丰富了小麦BAHD酰基转移酶的功能研究，揭示了小麦酚胺积累的过程以及对病原菌的抑制作用，为解析表型性状与代谢物的遗传基础提供参考，为小麦抗逆育种研究提供理论支持。
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