甲基茉莉酸誘導青蒿素積累的機理研究.pdf

1、植物次生代謝產物是醫(yī)藥、化工和食品工業(yè)的重要原料,其中烯萜類化合物是植物次生代謝產物的主要組成部分。例如,青蒿素、紫杉醇、長春花堿等都是著名的萜類藥物,其碳鏈骨架都是通過細胞質或質體的異戊二烯代謝途徑合成的。目前,對植物體的異戊二烯代謝途徑的研究已經十分的透徹。利用基因工程技術對植物體的異戊二烯代謝途徑進行改造已經成為現實,通過基因工程技術來提高次生代謝產物產量已經成為一個熱點。但是由于植物次生代謝產物合成的多代謝途徑性和長途徑代謝性,

2、單純的通過超量表達某一個或兩個基因并不能明顯的提高次生代謝產物的含量。通過‘開源節(jié)流’的策略來提高次生代謝物難以達到實驗的預期。最近的研究表明植物體在激素、冷熱等環(huán)境因素的誘導和脅迫下能夠明顯的提高次生代謝產物的含量。其中利用激素誘導次生代謝產物的生物合成途徑,已被看作是大幅度提次生代謝產物含量的重要方法之一。但目前關于誘導子具體的作用機制尚未形成一套詳盡的理論體系。隨著人類對于植物次生代謝產物需求量的不斷增加,及現代植物生物技術的不斷

3、進步,研究誘導子詳盡的作用機制越來越受到大家的關注。本研究的目的在于闡明在甲基茉莉酸的誘導下,青蒿素合成及調節(jié)機制;探索青蒿素高產的可行方法,其主要研究內容及其成果概括:利用qRT-PCR技術分析青蒿素生物合成途徑上游(HMGR、DXS、DXR、HDR、FPS),下游(CYP71AV1、CPR、AAR、ALDH1、OPR3、RED1)以及競爭性途徑中(SQS、ECS、CPG、GAS)基因在甲基茉莉酸(MeJA)的誘導下基因的相對表達量。

4、結果顯示,在MeJA誘導下,青蒿素生物合成途徑(包括共同上游途徑與特異下游途徑以及競爭途徑)的基因表達水平普遍上調:上游途徑中,HMGR、DXS對于甲基茉莉酸的響應較為明顯,其轉錄平均水平分別比對照高出2.7倍和5.8倍;下游途徑中,CYP71AV1、AAR對于甲基茉莉酸的響應較為明顯,其轉錄平均水平分別比對照高出68.5倍和2倍;競爭性途徑中,GAS對于甲基茉莉酸的響應較為明顯,其轉錄平均水平比對照高出3.8倍。結合MeJA誘導下青蒿