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Switchgrass Steroidal Saponins Reduce Fungal Disease but Decrease Yeast Fermentation Yield
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AI
DOI：10.1111/gcbb.70097.png)
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摘要
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从木质纤维素原料中增加生物产品产量需要同时提高田间生产和生物精炼效率。当出现能提高田间生产但降低生物燃料产量的植物性状时，这些权衡关系可能构成整个生产过程的挑战。为考察田间与生产性状之间的权衡，我们通过重复测量在 switchgrass 遗传多样性群体中，研究了田间条件下 switchgrass 对真菌锈病病原体的抗性因素以及实验室中阻碍酵母发酵的因素。我们发现，表现出高真菌病原体抗性的 switchgrass 基因型同样表现出对酵母发酵的抗性。这些 switchgrass 基因型主要来自大西洋遗传组，该组具有高水平的皂苷类特殊代谢物。在通过代谢组学鉴定的 1589 种代谢物中，我们发现使用随机森林特征选择后，皂苷是最有可能解释锈病感染和发酵产量变异的代谢物之一，且其中仅四种皂苷就足以解释锈病易感性的 57.9% 的变异。通过在抗性生物质中的后续测试，我们发现细菌 Zymomonas mobilis 未受到与酵母 Saccharomyces cerevisiae 相同的抑制，且添加麦角甾醇（被认为是皂苷抑制的真菌细胞靶标）可挽救酵母发酵。多项证据表明，皂苷作为关键代谢物，在保护 switchgrass 免受真菌病原体侵害和干扰酵母发酵中发挥着核心作用，这凸显了植物育种学家与生物燃料生产科学家之间持续合作的重要性。
Keyword:
ANTIFUNGAL COMPOUNDS
ZYMOMONAS-MOBILIS
PRETREATMENT
METABOLITES
RESISTANCE
DIVERSITY
INFECTION
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PLANTS
AI总结
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期刊
G
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