研究揭示白蚁萜类化合物合成基因家族进化机制
白蚁通过GGPPS基因家族扩张,进化出陆生动物中最丰富的萜类化合物多样性,其生物合成途径首次被揭示。
白蚁能产生超过200种萜类化合物,是陆地动物中萜类多样性最高的类群。然而,其生物合成机制一直未知。本研究鉴定出一个通过香叶基香叶基焦磷酸合酶(GGPPS)基因重复产生的基因家族,该家族在新等翅目(产萜白蚁分支)的共同祖先中起源。
研究人员对多个GGPPS蛋白进行了功能表征,发现这些酶在进化中获得了新的催化活性,能够合成不同长度的萜类前体。该基因家族的扩张,特别是通过基因重复和新功能化,使白蚁能够生产结构多样的萜类化合物,用于防御、通讯等生态功能。
这项研究不仅阐明了白蚁萜类生物合成的遗传基础,也揭示了基因家族扩张如何驱动代谢多样性的进化。未来可进一步探索这些萜类化合物在农业和医药领域的应用潜力。