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紫草根部合成的紫草宁及其衍生物具有抗菌、消炎、抗肿瘤等功效。因此,研究高效调控紫草宁及其衍生物合成的分子机制具有重要的科学意义。虽然紫草宁及其衍生物的生物合成途径目前已经基本清楚,并且许多相关代谢酶的基因也已经被分离、克隆,但在其生物合成途径中仍存在一些未知步骤以及相关酶的催化机制。10-HGO属于含锌醇脱氢酶家族。在其他几种具有抗肿瘤活性成分的中草药植物中,10-HGO是次生代谢产物生物合成途径中的关键酶,在植物甲羟戊酸代谢途径中,对于裂环烯醚萜的合成有重要作用,能催化形成生物碱合成途径中的重要前体物质马钱子苷,是植物次生代谢产物合成过程中的一个重要的调控点。在前期研究中,本课题组克隆得到一些新的关键酶基因,这些基因可能在紫草宁及其衍生物的合成途径中起到重要的调控作用。10-HGO是其中重要的一个酶基因,但其具体调控机理仍不明确。因此,研究这两个酶基因在紫草宁生物合成途径中的功能将为深入解析紫草宁及其衍生物的合成调控机制奠定基础。拟南芥作为模式植物具有生长周期短、易于转化培养等优点。为初步探讨紫草10-HGO基因的功能,本研究将这个基因转化到拟南芥中异源过表达,再通过代谢组学分析方法初步探讨过表达对代谢组的影响。结果表明,过表达组和对照组间具有明显差异,并分别筛选到15种差异代谢物;代谢通路分析发现,过表达与空载体对照组植株的叶片中有多条代谢通路存在明显差异,得到的代谢通路联络图显示,这个基因在苯丙氨酸代谢、色氨酸代谢等代谢途径中发挥重要作用,这与以前的研究报道相一致,说明紫草的10-HGO在植物的次生代谢产物生物合成途径中确实发挥着重要的作用。这些结果为今后研究中进一步探讨10-HGO基因是否在紫草宁及其衍生物生物合成途径中发挥着关键作用提供了有益的参考。