Soapberry (Sapindus mukorossi Gaertn.) is a tree species of the family Sapindaceae, the pericarp of which is rich in triterpenoid saponins, which are important in chemical production, biomedicine, and other fields. Cytochrome P450 monooxygenase (CYP450) is involved in the modification of the skeletons of triterpenoid saponins and is linked to their diversity. We previously identified 323 CYP450 genes in the transcriptome of soapberry and screened 40 CYP450 genes related to the synthesis of triterpenoid saponins by gene annotation and conserved structural domain analysis. The genetic structure and phylogeny of the CYP450 genes were analyzed separately. Phylogenetic analysis categorized the CYP450 genes of soapberry into five subfamilies, the members of which had similar conserved cumulative sequences and intron structures. A cis-acting element analysis implicated several genes in the responses to environmental changes and hormones. The expression of several genes during eight periods of fruit development was analyzed by real-time quantitative qRT-PCR; most showed high expression during the first four periods of fruit development, and their expression decreased as the fruits matured. A co-expression network analysis of SmCYP450s and related genes in the triterpenoid saponin synthesis pathway was performed. Correlation analysis showed that 40 SmCYP450s may be involved in saponin synthesis in soapberry. The triterpenoid saponin synthesis-related candidate genes identified in this study provide insight into the synthesis and regulation of triterpenoid saponins in soapberry.

Abstract Background Cognitive dysfunction is one of the common symptoms in patients with major depressive disorder (MDD). Repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) and transcranial direct current stimulation (tDCS) have been studied separately in the treatment of cognitive dysfunction in MDD patients. We aimed to investigate the effectiveness and safety of rTMS combined with tDCS as a new therapy to improve neurocognitive impairment in MDD patients. Methods In this brief 2-week, double-blind, randomized, and sham-controlled trial, a total of 550 patients were screened, and 240 MDD inpatients were randomized into four groups (active rTMS + active tDCS, active rTMS + sham tDCS, sham rTMS + active tDCS, sham rTMS + sham tDCS). Finally, 203 patients completed the study and received 10 treatment sessions over a 2-week period. The Repeatable Battery for the Assessment of Neuropsychological Status (RBANS) was performed to assess patients’ cognitive function at baseline and week 2. Also, we applied the 24-item Hamilton Depression Rating Scale (HDRS-24) to assess patients’ depressive symptoms at baseline and week 2. Results After 10 sessions of treatment, the rTMS combined with the tDCS group showed more significant improvements in the RBANS total score, immediate memory, and visuospatial/constructional index score (all p < 0.05). Moreover, post hoc tests revealed a significant increase in the RBANS total score and Visuospatial/Constructional in the combined treatment group compared to the other three groups but in the immediate memory, the combined treatment group only showed a better improvement than the sham group. The results also showed the RBANS total score increased significantly higher in the active rTMS group compared with the sham group. However, rTMS or tDCS alone was not superior to the sham group in terms of other cognitive performance. In addition, the rTMS combined with the tDCS group showed a greater reduction in HDRS-24 total score and a better depression response rate than the other three groups. Conclusions rTMS combined with tDCS treatment is more effective than any single intervention in treating cognitive dysfunction and depressive symptoms in MDD patients. Trial registration Chinese Clinical Trial Registry (ChiCTR2100052122).

Abstract Background Soapberry ( Sapindus mukorossi ) is an economically important multifunctional tree species. Triterpenoid saponins have many functions in soapberry. However, the types of uridine diphosphate (UDP) glucosyltransferases (UGTs) involved in the synthesis of triterpenoid saponins in soapberry have not been clarified. Results In this study, 42 SmUGT s were identified in soapberry, which were unevenly distributed on 12 chromosomes and had sequence lengths of 450 bp to 1638 bp, with an average of 1388 bp. The number of amino acids in SmUGTs was 149 to 545, with an average of 462. Most SmUGTs were acidic and hydrophilic unstable proteins, and their secondary structures were mainly α-helices and random coils. All had conserved UDPGT and PSPG-box domains. Phylogenetic analysis divided them into four subclasses, which glycosylated different carbon atoms. Prediction of cis- acting elements suggested roles of SmUGT s in plant development and responses to environmental stresses. The expression patterns of SmUGT s differed according to the developmental stage of fruits, as determined by transcriptomics and RT-qPCR. Co-expression network analysis of SmUGT s and related genes/transcription factors in the triterpenoid saponin synthesis pathway was also performed. The results indicated potential roles for many transcription factors, such as SmERF s, SmGATA s and SmMYB s. A correlation analysis showed that 42 SmUGT s were crucial in saponin synthesis in soapberry. Conclusions Our findings suggest optimal targets for manipulating glycosylation in soapberry triterpenoid saponin biosynthesis; they also provide a theoretical foundation for further evaluation of the functions of SmUGT s and analyses of their biosynthetic mechanisms.

Abstract Sclerotinia stem rot (SSR), caused by the necrotrophic fungus Sclerotinia sclerotiorum , is one of the most devastating diseases for several major oil-producing crops. Despite its impact, the genetic basis of SSR resistance in plants remains poorly understood. Here, through a genome-wide association study, we identify a key gene, BnaA07. MKK9 , that encodes a mitogen-activated protein kinase kinase that confers SSR resistance in oilseed rape. Our functional analyses reveal that BnaA07.MKK9 interacts with BnaC03.MPK3 and BnaC03.MPK6 and phosphorylates them at the TEY activation motif, triggering a signaling cascade that initiates biosynthesis of ethylene, camalexin, and indole glucosinolates, and promotes accumulation of H 2 O 2 and the hypersensitive response, ultimately conferring resistance. Furthermore, variations in the coding sequence of BnaA07.MKK9 alter its kinase activity and improve SSR resistance by ~30% in cultivars carrying the advantageous haplotype. These findings enhance our understanding of SSR resistance and may help engineer novel diversity for future breeding of oilseed rape.