国家自然科学基金(31370333)
- 作品数：11 被引量：51H指数：4
- 相关作者：廖志华兰小中强玮邱飞夏科更多>>
- 相关机构：西南大学西藏农牧学院西藏大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金教育部“新世纪优秀人才支持计划”国家高技术研究发展计划更多>>
- 相关领域：医药卫生农业科学生物学更多>>
- 南方红豆杉DXS基因的克隆与功能分析被引量：8
- 2018年
- 目的从南方红豆杉Taxus chinensis获得紫杉醇生物合成途径关键酶1-脱氧-D-木糖醇-5-磷酸合成酶(1-deoxy-D-xylulose 5-phosphate synthase,DXS)基因(TcDXS)并进行生物信息学和表达模式分析以及亚细胞定位和功能鉴定。方法采用RACE技术获得TcDXS全长;利用qRT-PCR分析TcDXS在南方红豆杉不同部位的表达情况;采用亚细胞定位分析TcDXS在细胞中的位置;用颜色功能互补实验检测TcDXS功能。结果获得的TcDXS由3 031个核苷酸组成,包含了2 229 bp编码区,编码742个氨基酸,其蛋白相对分子质量为79 400,等电点(p I)为7.99;qRT-PCR检测表明TcDXS在南方红豆杉的嫩叶柄中表达量最高,其次是叶和皮,根和茎中的表达量较低;亚细胞定位结果表明,TcDXS定位在叶绿体中;功能互补实验结果表明,在共同转化p AC-BETA和pTrc-TcDXS的大肠杆菌菌落呈现出橘黄色。结论 TcDXS的克隆和功能分析为深入研究紫杉醇生物合成途径和实现其代谢工程奠定了基础。
- 王辉王辉李忠玥邱飞兰小中邱飞兰小中
- 关键词：南方红豆杉紫杉醇亚细胞定位
- 颠茄托品烷生物碱合成途径基因表达分析与生物碱积累研究被引量：22
- 2014年
- 托品烷类生物碱(tropane alkaloids,TAs)是临床上广泛使用的抗胆碱药物,颠茄是药典收录的TAs最主要的商业栽培药源植物。基于颠茄转录组测序数据构建TAs合成途径中9个结构基因(ODC,ADC,AIH,CPA,SPDS,PMT,CYP80F1,H6H,TRⅡ)UniGene序列的数字表达谱,采用qPCR对其中4个已报道基因(PMT,CYP80F1,H6H,TRⅡ)的表达水平进行验证分析,同时采用HPLC测定不同组织中TAs含量。数字表达谱分析结果表明4个TAs上游合成途径基因(ODC,ADC,AIH,CPA)和2个支路途径基因(SPDS,TRⅡ)在颠茄各器官中均有表达,但在须根中高水平表达;3个TAs合成途径特异的结构基因PMT,CYP80F1和H6H均只在须根中大量表达,主根中其次。qPCR检测PMT,CYP80F1,H6H,TRⅡ的表达结果与数字表达谱基本一致,但PMT,CYP80F1,H6H在主根中表达量很低。莨菪碱质量分数在嫩茎中最高(3.364 mg·g-1),幼叶,根,幼果和果萼中其次(分别为1.526,1.598,1.271,1.413 mg·g-1);东莨菪碱质量分数在果萼中最高(1.003 mg·g-1),嫩茎和幼叶(分别为0.600,0.601 mg·g-1)中其次;2种生物碱在老茎(莨菪碱0.283 mg·g-1,东莨菪碱0.043 mg·g-1)和老叶(莨菪碱0.313 mg·g-1,东莨菪碱0.080 mg·g-1)中质量分数均为最低。该研究结果表明须根是颠茄TAs生物合成主要器官,而地上幼嫩组织是TAs主要存贮积累器官,TAs合成后存在转运过程。PMT下游基因均只在须根中表达,筛选颠茄须根的转录组数据库就可能为解决该途径中不清晰的合成步骤和相关转录调控因子提供有力的帮助。
- 强玮王亚雄张巧卓李金弟夏科吴能表廖志华
- 铃铛子发根诱导体系及培养条件的优化被引量：1
- 2017年
- 铃铛子(Anisodus luridus)是西藏特有的托品烷生物碱药源植物.利用农杆菌C58C1(pRiA4)侵染铃铛子不同器官考察发根诱导频率,并考察了7种培养基(1/2MS,MS,1/2B5,White,WPM,B5和N6)对发根生物量和托品烷生物碱质量分数的影响.真叶和茎段的发根诱导频率分别为53.33%和60.00%,子叶不能诱导出发根.PCR表明rolB和rolC基因已整合到发根的基因组中.B5培养基最适于铃铛子发根生物量和托品烷生物碱积累,发根鲜质量和干质量分别达到6.9±0.94g/瓶和0.44±0.06g/瓶;发根中莨菪碱质量分数为3.49±0.13mg/g.B5和1/2B5培养基中发根的东莨菪碱质量分数高于其他的培养基,分别为1.37±0.06mg/g和1.43±0.22mg/g,二者之间差异无统计学意义.在B5培养基中发根总生物碱产量也是最高的,为2.1±0.29mg/瓶.研究结果为利用发根规模化生产莨菪碱和东莨菪碱奠定了基础.
- 赵凯辉范雨芳徐元江曹芳兰小中廖志华
- 关键词：发根莨菪碱
- 青蒿JAZ基因克隆及其功能分析被引量：4
- 2018年
- 茉莉酸(jasmonic acid,JA)能诱导青蒿素生物合成,为进一步解析青蒿JA信号通路,本研究从青蒿中克隆并鉴定2个JA信号通路中的负调控因子JAZ(jasmonate ZIM-domain)基因,分别命名为AaJAZ5和AaJAZ6。这两者均含有JAZ家族特有的保守区域ZIM和Jas。AaJAZ5在叶中表达量最高,其他部位的表达量较低;AaJAZ6在根中的表达量最高,茎中的表达量最低。茉莉酸甲酯(Me JA)和机械伤害处理都能显著提高AaJAZ5和AaJAZ6的表达。通过双分子荧光互补(bimolecular fluorescence complementation,Bi FC)证明,AaJAZ5和AaJAZ6均能与Aa MYC2相互作用,而只有AaJAZ5与Aa COI1存在相互作用,表明AaJAZ5在JA信号通路中可能具有更加重要的作用。本研究为进一步分析青蒿JAZ家族成员的功能分化和JA信号调控青蒿素生物合成的分子机制奠定了基础。
- 夏菁夏菁曾俊岚王焕燕廖志华杨春贤
- 关键词：青蒿素JAZCOI1
- AbSAUR1基因对颠茄生物量和生物碱产量影响的研究
- 托品烷生物碱(tropane alkaloids，TAs)作为天然药物已有数千年的使用历史，主要药用成分为莨菪碱(hyoscyamine )，山莨菪碱(anisodamine )和东莨菪碱(scopolamine)。在现...
- 白峰
- 关键词：生物量转基因
- 文献传递
- 天仙子发根诱导及碳源、氮源和磷源对发根培养的影响被引量：2
- 2016年
- 利用发根农杆菌介导的遗传转化法,诱导天仙子发根.结合组织培养技术和高效液相色谱法,改变培养基碳源种类、硝态氮和铵态氮的比例和磷源的浓度,研究其对天仙子发根生长及莨菪碱和东莨菪碱质量分数的影响.结果表明:发根诱导中,C58C1的诱导效率最高,达到84.85%.蔗糖为碳源,发根干质量生物量积累最多,莨菪碱质量分数最高;果糖为碳源,东莨菪碱质量分数最高.WPM基本培养基中,保持总氮源浓度为15mmol/L,当NO_3^-与NH_4^+的比例为2∶1时,发根在生物量积累、莨菪碱和东莨菪碱质量分数上都达到最高;而当全部为NO_3^-时,发根干质量最少且莨菪碱和东莨菪碱的质量分数最低.高浓度KH_2PO_4(5.00mmol/L)时,发根的干质量最大,低浓度KH_2PO_4(0.31mmol/L)时,莨菪碱和东莨菪碱的质量分数最高.
- 侯艳玲邱飞王辉王中平兰小中廖志华刘小强
- 关键词：天仙子发根发根农杆菌碳源磷源
- 木本曼陀罗中催化东莨菪碱生物合成关键步骤的H6H基因克隆与表达分析被引量：4
- 2015年
- 莨菪碱6β-羟化酶(hyoscyamine 6 beta-hydroxylase,H6H)是托品烷类生物碱(tropane alkaloids,TAs)合成途径中的最后一个限速酶,直接催化东莨菪碱的生物合成,同时也是TAs代谢工程改造的首要靶标基因。本研究克隆了木本曼陀罗(Datura arborea)H6H基因的全长c DNA和g DNA序列(命名为Da H6H,c DNA Gen Bank登录号为KR006981,g DNA Gen Bank登录号为KR006983),对该基因进行了组织和诱导表达并在大肠杆菌中进行了重组表达。Da H6H基因c DNA全长1 375 bp,编码347个氨基酸残基,其g DNA含有4个外显子和3个内含子,和曼陀罗(Datura stramonium)的H6H基因相似性最高。Da H6H编码蛋白也与曼陀罗的H6H序列一致性最高(90.5%),具备保守的2-oxoglutarate结合基序和两个iron结合基序。q PCR检测Da H6H在老叶中表达量最高,其次为须根,主根中不表达,同时其表达受Me JA的抑制。大肠杆菌重组诱导表达成功诱导出了约39 k D的重组Da H6H蛋白。对比了不同TAs资源植物发根和根中的东莨菪碱和莨菪碱含量,表明木本曼陀罗是少有的东莨菪碱占优势的植物。Da H6H基因的克隆和重组表达为深入研究不同植物中TAs生物合成的分子调控机制奠定了基础,同时也为开展东莨菪碱代谢工程研究提供了新的候选基因。
- 强玮侯艳玲李笑夏科廖志华
- 关键词：木本曼陀罗代谢工程
- 转NtPMT和HnH6H转变莨菪碱型颠茄为东莨菪碱型颠茄
- 2016年
- 颠茄（Atropa belladonna）是生产药用托品烷类生物碱（tropane alkaloids,TAs）的商业药用植物。颠茄中莨菪碱含量远高于东莨菪碱,其化学型属于莨菪碱型,提高其东莨菪碱含量,使其化学型转变为东莨菪碱型是该产业追求的共同目标。本课题组在已经获得的T0代转NtPMT和HnH6H颠茄基础上,采用自交法培育出T1代转基因颠茄并在西藏林芝进行了田间试验。在T1代转基因颠茄中能同时特异性地扩增出461 bp的NtPMT和1 077 bp的HnH6H片段,在野生型颠茄中则不能,表明获得了阳性的T1代转基因颠茄。RT-PCR表明NtPMT和HnH6H在转基因颠茄叶片有表达。HPLC检测莨菪碱和东莨菪碱结果表明：T1代转基因颠茄叶片和茎杆几乎没有莨菪碱,东莨菪碱是主要的生物碱;野生型颠茄叶片和茎杆绝大多数为莨菪碱（东莨菪碱含量极低）。T1代转基因颠茄叶片中东莨菪碱含量比野生型颠茄叶片提高了15-36倍;T1代转基因颠茄茎杆中东莨菪碱含量比野生型颠茄茎杆提高了37-108倍。NtPMT和HnH6H双基因过表达使得莨菪碱转化为价值更高的东莨菪碱,大大提高了颠茄药用和商业价值。
- 权红夏科曾俊岚陈敏兰小中廖志华
- 关键词：代谢工程
- 托品烷生物碱生物合成与代谢工程研究进展被引量：5
- 2016年
- 托品烷生物碱是医药史上最古老的一类药物,常用的有莨菪碱(或其外消旋体阿托品)和东莨菪碱,它们都具有显著的抗胆碱活性,在现代临床上应用相当广泛。目前,市场上托品烷生物碱的供应完全依赖植物提取,但药源植物中生物碱含量往往较低,培育高含量托品烷生物碱的药源植物成为领域内共同追求的目标,利用生物技术提高发根或植株中托品烷生物碱含量成为次生代谢领域的研究热点。近10年来,托品烷生物碱的生物合成分子生物学研究取得了重要进展,代谢工程也获得了大量研究成果,本文对这两方面的研究进展进行综述,并对存在的关键问题和未来研究方向进行分析和展望。
- 强玮范雨芳廖志华
- 关键词：生物合成代谢工程
- 天仙子中参与托品烷生物碱生物合成的ArAT基因的克隆及功能鉴定被引量：1
- 2017年
- 托品烷类生物碱是临床上广泛应用的抗胆碱药物,其生物合成涉及到苯丙氨酸的转氨基反应。根据天仙子(Hyoscyamus niger)侧根和叶的转录组数据,筛选到3条功能注释为芳香族氨基酸氨基转移酶的基因,命名为HnArAT1、HnArAT2和HnArAT3。通过序列同源性分析,发现HnArAT3与颠茄的AbArAT4的氨基酸序列同源性最高,两者为直系同源。组织表达谱显示,HnArAT3基因在根中特异性表达,与其他3个合成途径基因(PMT、TRI和H6H)表达模式相同。用病毒诱导的基因沉默(VIGS)方法在天仙子植株中鉴定HnArAT3的功能,对感染了病毒的植株,用实时荧光定量PCR检测基因的表达量,HPLC法测定托品烷类生物碱的含量。结果表明,在pTRV2-HnArAT3干扰的植株中,HnArAT3基因的表达量有显著下降,3种托品烷类生物碱莨菪碱、山莨菪碱和东莨菪碱含量也有显著的降低。以上结果表明HnArAT3是天仙子中参与托品烷类生物碱生物合成的苯乳酸支路途径基因。HnArAT3基因的克隆为进一步研究托品烷类生物碱的生物合成和代谢调控奠定了基础,也为开展托品烷类生物碱的代谢工程研究提供了新的候选靶基因。
- 李笑强玮邱飞陈敏兰小中廖志华刘小强
- 关键词：天仙子
