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完成人

郝岗平 李艳玲 冯蕾 陶如

完成单位

泰山医学院

关键词

白花丹参 生物合成 丹参酮 内生真菌

摘要

植物次生代谢途径基因工程研究,正在成为解决药用植物资源问题的又一手段。 白花丹参是紫花丹参的变型,为山东特产药材之一,已做为一个新品种被收录进《山东省中药材标准》。我们测定结果表明白花丹参与丹参的化学成份基本相同,可以作为丹参的替代品。属于二萜类化合物的丹参酮类和水溶性的酚酸类活性物质的生物合成途径仍不清楚,基础研究相对缺乏。因此,深入了解白花丹参次生代谢物质生物合成途径及其调控的分子遗传学基础,从而在分子水平实现丹参酮和酚酸类物质生物合成的人工调控,将是发展生物技术大量生产泰山白花丹参药用活性化合物的重要前提。 本项目以山东特有的白花丹参为材料,通过构建cDNA文库、高通量测序等方法克隆泰山白花丹参中次生代谢合成的关键酶和调节因子基因,并验证他们的功能;另外内生真菌也是影响白花丹参次生代谢的因素之一,我们从白花丹参中分离内生真菌,这样通过多方面的研究,来阐明白花丹参中丹参酮和丹酚酸生物合成的可能调控机制。 研究结果：克隆到了多条参与丹参次生代谢物质合成的基因全长。并进行了一些基因的功能分析,如我们克隆的白花丹参SmHDR1基因,能够互补细菌HDR基因的功能并能够促进...更多

植物次生代谢途径基因工程研究,正在成为解决药用植物资源问题的又一手段。 白花丹参是紫花丹参的变型,为山东特产药材之一,已做为一个新品种被收录进《山东省中药材标准》。我们测定结果表明白花丹参与丹参的化学成份基本相同,可以作为丹参的替代品。属于二萜类化合物的丹参酮类和水溶性的酚酸类活性物质的生物合成途径仍不清楚,基础研究相对缺乏。因此,深入了解白花丹参次生代谢物质生物合成途径及其调控的分子遗传学基础,从而在分子水平实现丹参酮和酚酸类物质生物合成的人工调控,将是发展生物技术大量生产泰山白花丹参药用活性化合物的重要前提。 本项目以山东特有的白花丹参为材料,通过构建cDNA文库、高通量测序等方法克隆泰山白花丹参中次生代谢合成的关键酶和调节因子基因,并验证他们的功能;另外内生真菌也是影响白花丹参次生代谢的因素之一,我们从白花丹参中分离内生真菌,这样通过多方面的研究,来阐明白花丹参中丹参酮和丹酚酸生物合成的可能调控机制。 研究结果：克隆到了多条参与丹参次生代谢物质合成的基因全长。并进行了一些基因的功能分析,如我们克隆的白花丹参SmHDR1基因,能够互补细菌HDR基因的功能并能够促进细菌胡萝卜素的合成,利用毛状根转化方法证明SmHDR1能够促进白花丹参毛状根丹参酮物质的合成。克隆了白花丹参转录因子R2R3-MYB基因SmPAP1全长,SmPAP1可以和bHLH转录因子互作,利用叶盘转化法转化白花丹参证明SmPAP1促进白花丹参植株根部的酚酸物质合成;我们成功建立起了白花丹参毛状根转化体系和叶盘法诱导植株转化体系;另外我们还分离到白花丹参的内生真菌,对内生真菌进行了抑菌活性和代谢产物分析,并发现内生真菌可以促进白花丹参毛状根酚酸物质的合成。这些研究都为深入研究白花丹参次生代谢物质合成的分子机制分析奠定了很好的基础。 研究结果共发表科研论文13篇(全部为第一作者或通讯作者),会议论文6篇,分别发表在《Plant Physiology and Biochemistry》、《POJ》、《Botanical Studies》、《Indian J Genet》和《中国中药杂志》等杂志,其中SCI收录5篇,其余全部中文核心收录。本研究项目克隆到的关键酶和转录因子基因对于丹参的合成生物研究具有很重要的意义,利用合成生物学方法对丹参中现有的、天然的生物系统进行重新设计实现丹参的定向遗传育种,通过培育高产目标活性成分的丹参,能有效降低丹参制剂生产过程的提取成本并缓解对药用丹参资源的压力;丹参内生真菌的筛选鉴定和代谢产物的分析,一方面有助于深入阐明丹参次生代谢物质合成调控机制,另一方面通过筛选鉴定能够有效促进丹参生长发育和提高抗逆能力的内生真菌,进一步研发内生真菌肥料和抑制丹参病害的生物防治产品,预计能在无环境污染的前提下有效提高丹参的产量和品质,具有很好的社会效益和潜在的经济效益。收起

文献类型

科技成果

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