茉莉酸对长春花TIA合成途径调控机制的探究
发布时间：2021-10-30 03:51
萜类吲哚类生物碱（Terpenoid Indole Alkaloids,TIAs）是一类有重要药用价值的生物碱,尤其在癌症治疗方面。长春花作为TIA的唯一商用来源,其体内可以积累150多种具有药用活性的TIAs,如长春碱和长春瑞滨等。目前研究发现茉莉酸在TIA的生物合成过程中发挥重要的调控作用,但大多数主要是对单个或几个基因的研究,并且主要集中在转录水平和代谢水平上研究TIA对茉莉酸的响应。所以,本研究为了探究长春花中茉莉酸调控TIA合成的分子机制,利用组学手段,分别从转录水平、翻译水平和代谢水平对其进行系统、深入的研究,以期为提高TIA产量提供理论支持。在转录水平上,KEGG功能注释发现茉莉酸可以显著增强类萜类途径基因的表达。qRT-PCR验证发现茉莉酸显著提高长春花根部TIA上游合成途径基因的表达。长春花基因组注释共发现2011个转录因子。通过相关性及热图分析筛选到长春花一个AP2/ERF家族成员CrERF1。亚细胞定位确定CrERF1属于核定位转录因子。Dual-LUC实验表明CrERF1可以识别长春花TIA途径核心调控限速酶基因STR的启动子区,显著增强STR的表达。此外,本研...
【文章来源】：东北林业大学黑龙江省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：119 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－１长春花基本形态特征图（引自中国高等植物图签）??Ｆｉｇｕｒｅ?１－１?Ｔｈｅ?ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃ?ｃｈａｒａｃｔｅｒ?ｏｆ?Ｃａｔｈａｒａｎｔｈｕｓ?ｒｏｓｅｕｓ??
长春花现如今己是非常理想的ＴＩＡ代谢通路及其相关转录，转运调控网络研宂的模??式植物。多个课题组一直致力于揭示ＴＩＡ的代谢通路。２０１８年０’?Ｃｏｎｎｏｒ等人将长春??质碱合成途径解析后，ＴＩＡ代谢通路己较为清晰的被阐明［８５］。如图１－２所示ＴＩＡ的合??成通路以关键化合物异胡豆苷为界分成上游和下游途径。上游途径包括由类萜类途径合??成的裂环马钱子苷和由吲哚类途径合成的色胺，在异胡豆苷合成酶（Ｓｔｒｉｃｔｏｓｉｄｉｎｅ??Ｓｙｎｔｈａｓｅ，?ＳＴＲ）催化下耦合成异胡豆苷，异胡豆苷作为共同的合成前体在下游途径中进??一步转化成一系列含有多种结构多种生物功能的萜类生物碱＠－８７］。??吲哚途径也可称为莽草酸途径，由酚类合成途径的中间产物分支酸经６步酶促反应??得到Ｌ－色氨酸。１９８９年Ｄｅ?Ｌｕｃａ等人１８８１在长春花中克隆出色氨酸脱羧酶（Ｔｒｙｐｔｏｐｈａｎ??ｄｅｃａｒｂｏｘｙｌａｓｅ，?ＴＤＣ），并且发现７ＰＣ的表达有明显的组织特异性，只在叶片的上表皮细??胞表达。所以Ｌ－色氨酸进入叶表皮细胞在ＴＤＣ作用下最终生成色氨酸［８９￣９（）］。??类蔽类途径的共同前体异戊條焦磷酸（Ｉｓｏｐｅｎｔｅｎｙｌ?ｐｙｒｏｐｈｏｓｐｈａｔｅ，?ＩＰＰ），主要由胞质??中的甲羟戊酸途径（ＭＶＡ）和质体中的非甲羟戊酸途径（ＭＥＰ）合成。ＭＥＰ和ＭＶＡ??途径在植物中很早就己经被发现，他们同时存在于植物中，但存在于不同部位，分别为??不同萜类物质提供前体物质ＩＰＰ［９１］。单个ＩＰＰ与单个ＤＭＡＰＰ在香叶基二磷酸合酶??（Ｇｅｒａｎｙｌ?Ｄｉｐｈｏｓｐｈａｔｅ?Ｓｙｎｔｈａｓｅ
白质基本理化性质分析??Ｅｘｐａｓｙ?网站?Ｐｒｏｔｐａｒａｍ?工具（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｅｘｐａｓｖ．ｏｒｇ／ｔｏｏｌｓ／ｐｒｏｔｐａｒａｍ．ｈｔｒｎｌ）又＇士物理化学性质进行预测包括相对分子质量、氨基酸组成、等电点（ｐ／）、消期、不稳定系数和总平均亲水性等。??ｒＥＲＦ蛋白质二级结构预测分析??ＰｒｅｄｉｃｔＰｒｏｔｅｉｎ?软件（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｐｒｅｄｉｃｔｐｒｏｔｅｉｎ．ｏｒｇ／）．将?ＣｒＥＲＦ?的?ｆａｓｔａ?序列，可以进行蛋白功能预测、二级结构、基序、二硫键结构和结构域等蛋白质录组学分析??２０１８年０’?Ｃｏｎｎｏｒ等人更新完善的长春花基因组信息及ＧＦＦ注释文件。网下?：ｐｓ：／／ｄａｔａｄｒｖａｄ．Ｏｒｇ／ｂｉｔｓｔｒｅａｍ／ｈａｎｄｌｅ／ｌ?０２５５／ｄｒｖａｄ．?１９６３０９／ｃｒｏ?ｖ２?ａｓｍ．ｆａｓｔａ？ｓｅｑｕｃｎｃＮＣＢ丨中ＳＲＡ数据库中对长春花的转录组分析数据，共丨３个长春花转录组，共７７个样品，所有测序样品的详细信息如图２－１所示。下载其ＳＲＡ格。??／，?ｖｒＫｎ？ｗ?＼??
【参考文献】：
期刊论文
[1]苹果中乙烯响应转录因子基因的克隆及序列分析[J]. 蔡玉迎,宫钰,王娟,于立帅,陈广艳,成妮妮. 中国园艺文摘. 2018(04)
[2]Recent advances in biosynthesis of bioactive compounds in traditional Chinese medicinal plants[J]. Lei Yang,Changqing Yang,Chenyi Li,Qing Zhao,Ling Liu,Xin Fang,Xiao-Ya Chen. Science Bulletin. 2016(01)
[3]Transcriptional Regulation of Plant Secondary Metabolism[J]. Chang-Qing Yang 1,Xin Fang 1,Xiu-Ming Wu 1,Ying-Bo Mao 1,Ling-Jian Wang 1 and Xiao-Ya Chen 1,2 1 National Key Laboratory of Plant Molecular Genetics,Institute of Plant Physiology and Ecology,Shanghai Institutes for Biological Sciences,the Chinese Academy of Sciences,Shanghai 200032,China 2 Plant Science Research Center,Shanghai Chenshan Botanical Garden,Shanghai 201602,China. Journal of Integrative Plant Biology. 2012(10)
[4]植物AP2/ERF类转录因子研究进展[J]. 张计育,王庆菊,郭忠仁. 遗传. 2012(07)
[5]黄连活性成分的作用及机制研究进展[J]. 李彩虹,周克元. 时珍国医国药. 2010(02)
[6]长春花生物碱成分及其药理作用研究进展[J]. 祖元刚,罗猛,牟璠松,付玉杰,王俐. 天然产物研究与开发. 2006(02)
[7]植物药材次生代谢产物的积累与环境的关系[J]. 苏文华,张光飞,李秀华,欧晓昆1. 中草药. 2005(09)
[8]新抗肿瘤药异长春花碱[J]. 张湘茹,孙燕. 北京医学. 1992(03)
本文编号：3465995
【文章来源】：东北林业大学黑龙江省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：119 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－１长春花基本形态特征图（引自中国高等植物图签）??Ｆｉｇｕｒｅ?１－１?Ｔｈｅ?ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃ?ｃｈａｒａｃｔｅｒ?ｏｆ?Ｃａｔｈａｒａｎｔｈｕｓ?ｒｏｓｅｕｓ??
长春花现如今己是非常理想的ＴＩＡ代谢通路及其相关转录，转运调控网络研宂的模??式植物。多个课题组一直致力于揭示ＴＩＡ的代谢通路。２０１８年０’?Ｃｏｎｎｏｒ等人将长春??质碱合成途径解析后，ＴＩＡ代谢通路己较为清晰的被阐明［８５］。如图１－２所示ＴＩＡ的合??成通路以关键化合物异胡豆苷为界分成上游和下游途径。上游途径包括由类萜类途径合??成的裂环马钱子苷和由吲哚类途径合成的色胺，在异胡豆苷合成酶（Ｓｔｒｉｃｔｏｓｉｄｉｎｅ??Ｓｙｎｔｈａｓｅ，?ＳＴＲ）催化下耦合成异胡豆苷，异胡豆苷作为共同的合成前体在下游途径中进??一步转化成一系列含有多种结构多种生物功能的萜类生物碱＠－８７］。??吲哚途径也可称为莽草酸途径，由酚类合成途径的中间产物分支酸经６步酶促反应??得到Ｌ－色氨酸。１９８９年Ｄｅ?Ｌｕｃａ等人１８８１在长春花中克隆出色氨酸脱羧酶（Ｔｒｙｐｔｏｐｈａｎ??ｄｅｃａｒｂｏｘｙｌａｓｅ，?ＴＤＣ），并且发现７ＰＣ的表达有明显的组织特异性，只在叶片的上表皮细??胞表达。所以Ｌ－色氨酸进入叶表皮细胞在ＴＤＣ作用下最终生成色氨酸［８９￣９（）］。??类蔽类途径的共同前体异戊條焦磷酸（Ｉｓｏｐｅｎｔｅｎｙｌ?ｐｙｒｏｐｈｏｓｐｈａｔｅ，?ＩＰＰ），主要由胞质??中的甲羟戊酸途径（ＭＶＡ）和质体中的非甲羟戊酸途径（ＭＥＰ）合成。ＭＥＰ和ＭＶＡ??途径在植物中很早就己经被发现，他们同时存在于植物中，但存在于不同部位，分别为??不同萜类物质提供前体物质ＩＰＰ［９１］。单个ＩＰＰ与单个ＤＭＡＰＰ在香叶基二磷酸合酶??（Ｇｅｒａｎｙｌ?Ｄｉｐｈｏｓｐｈａｔｅ?Ｓｙｎｔｈａｓｅ
白质基本理化性质分析??Ｅｘｐａｓｙ?网站?Ｐｒｏｔｐａｒａｍ?工具（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｅｘｐａｓｖ．ｏｒｇ／ｔｏｏｌｓ／ｐｒｏｔｐａｒａｍ．ｈｔｒｎｌ）又＇士物理化学性质进行预测包括相对分子质量、氨基酸组成、等电点（ｐ／）、消期、不稳定系数和总平均亲水性等。??ｒＥＲＦ蛋白质二级结构预测分析??ＰｒｅｄｉｃｔＰｒｏｔｅｉｎ?软件（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｐｒｅｄｉｃｔｐｒｏｔｅｉｎ．ｏｒｇ／）．将?ＣｒＥＲＦ?的?ｆａｓｔａ?序列，可以进行蛋白功能预测、二级结构、基序、二硫键结构和结构域等蛋白质录组学分析??２０１８年０’?Ｃｏｎｎｏｒ等人更新完善的长春花基因组信息及ＧＦＦ注释文件。网下?：ｐｓ：／／ｄａｔａｄｒｖａｄ．Ｏｒｇ／ｂｉｔｓｔｒｅａｍ／ｈａｎｄｌｅ／ｌ?０２５５／ｄｒｖａｄ．?１９６３０９／ｃｒｏ?ｖ２?ａｓｍ．ｆａｓｔａ？ｓｅｑｕｃｎｃＮＣＢ丨中ＳＲＡ数据库中对长春花的转录组分析数据，共丨３个长春花转录组，共７７个样品，所有测序样品的详细信息如图２－１所示。下载其ＳＲＡ格。??／，?ｖｒＫｎ？ｗ?＼??
【参考文献】：
期刊论文
[1]苹果中乙烯响应转录因子基因的克隆及序列分析[J]. 蔡玉迎,宫钰,王娟,于立帅,陈广艳,成妮妮. 中国园艺文摘. 2018(04)
[2]Recent advances in biosynthesis of bioactive compounds in traditional Chinese medicinal plants[J]. Lei Yang,Changqing Yang,Chenyi Li,Qing Zhao,Ling Liu,Xin Fang,Xiao-Ya Chen. Science Bulletin. 2016(01)
[3]Transcriptional Regulation of Plant Secondary Metabolism[J]. Chang-Qing Yang 1,Xin Fang 1,Xiu-Ming Wu 1,Ying-Bo Mao 1,Ling-Jian Wang 1 and Xiao-Ya Chen 1,2 1 National Key Laboratory of Plant Molecular Genetics,Institute of Plant Physiology and Ecology,Shanghai Institutes for Biological Sciences,the Chinese Academy of Sciences,Shanghai 200032,China 2 Plant Science Research Center,Shanghai Chenshan Botanical Garden,Shanghai 201602,China. Journal of Integrative Plant Biology. 2012(10)
[4]植物AP2/ERF类转录因子研究进展[J]. 张计育,王庆菊,郭忠仁. 遗传. 2012(07)
[5]黄连活性成分的作用及机制研究进展[J]. 李彩虹,周克元. 时珍国医国药. 2010(02)
[6]长春花生物碱成分及其药理作用研究进展[J]. 祖元刚,罗猛,牟璠松,付玉杰,王俐. 天然产物研究与开发. 2006(02)
[7]植物药材次生代谢产物的积累与环境的关系[J]. 苏文华,张光飞,李秀华,欧晓昆1. 中草药. 2005(09)
[8]新抗肿瘤药异长春花碱[J]. 张湘茹,孙燕. 北京医学. 1992(03)
本文编号：3465995
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