夏科
- 作品数：3 被引量：25H指数：2
- 供职机构：西南大学生命科学学院更多>>
- 发文基金：教育部“新世纪优秀人才支持计划”国家自然科学基金国家高技术研究发展计划更多>>
- 相关领域：医药卫生更多>>
- 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
- 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
