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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
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,CYP80 F1,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,CYP80 F1和H6H均只在须根中大量表达,主根中其次.qPCR检测PMT,CYP80 F1,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.
