三七隸屬于五加科人參屬,是我國(guó)特有的一種傳統(tǒng)名貴中草藥,也是云南*重要的大宗藥材之一。中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所與云南農(nóng)業(yè)大學(xué)合作,研究了1年生和3年生三七總皂苷合成的特點(diǎn),初步揭示了3年生三七中皂苷較高含量分子機(jī)理。
三七主要的活性成分為三七總皂苷,具有較好的抗炎、抗腫瘤、抗動(dòng)脈粥樣硬化和降血壓、降血糖等藥理活性。三七總皂苷在三七根中的含量較低,通常需要3年或3年以上的種植時(shí)間來(lái)積累,這也是三七需要生長(zhǎng)到3年才能達(dá)到采收要求的原因。但長(zhǎng)期以來(lái),人們對(duì)三七總皂苷積累隨著生長(zhǎng)年限的增加而增加的分子機(jī)理不清楚。而且,目前對(duì)三七皂苷合成酶基因的了解也較少,極大地限制了三七皂苷生物合成的研究。
中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所功能基因組學(xué)與利用團(tuán)隊(duì)吳勁松課題組聯(lián)合云南農(nóng)業(yè)大學(xué)朱書(shū)生團(tuán)隊(duì),利用分析化學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)和分子生物學(xué)的方法,深入分析了1年生和3年生三七總皂苷合成的特點(diǎn)。研究結(jié)果表明:三七皂苷R1,Rb1,Rg1在3年生三七根中的含量較高,是1年生根中含量的8倍多;與此對(duì)應(yīng)的,皂苷的合成酶基因鯊烯氧化酶、達(dá)瑪烯二醇合成酶等的表達(dá)水平,在3年生三七中均有顯著提高。同時(shí)轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)還表明,3年生三七的初級(jí)產(chǎn)物合成和代謝能力降低了,而次級(jí)產(chǎn)物合成和代謝的能力提高了。他們還克隆了三七中的達(dá)瑪烯二醇及原人參二醇可能的合酶基因,通過(guò)基因轉(zhuǎn)化的方法,驗(yàn)證了它們的功能,并獲得了高產(chǎn)達(dá)瑪烯二醇和原人參二醇的栽培煙草。
研究初步揭示了3年生三七中的皂苷含量較高的分子機(jī)理,為今后高產(chǎn)三七皂苷的生物工程合成奠定了基礎(chǔ)。相關(guān)研究成果已發(fā)表于植物學(xué)期刊《植物》上。
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