rolC基因对颠茄托品烷生物碱合成的影响

作     者：路星星 谭艾娟 周浩 敖雯雯 吕世明 满建民 张明生 强玮 LU Xing-xing;TAN Ai-juan;ZHOU Hao;AO Wen-wen;LU Shi-ming;MAN Jian-min;ZHANG Ming-sheng;QIANG Wei

作者机构：贵州大学生命科学学院/农业生物工程研究院山地植物资源保护与保护种质创新教育部重点实验室山地生态与农业生物工程协同创新中心贵州贵阳550025 贵州大学动物科学学院贵州贵阳550025 

出 版 物：《药学学报》 (Acta Pharmaceutica Sinica)

年 卷 期：2022年第57卷第2期

页      面：533-540页

核心收录：

学科分类：1007[医学-药学(可授医学、理学学位)] 100703[医学-生药学] 10[医学] 

基　　金：贵州省科技计划重大专项课题(黔科合平台人才5411-06) 贵州大学培育项目(贵大培育51号) 贵州大学引进人才科研项目(贵大人基合字58) 贵州省中药材现代产业技术体系建设项目(GZCYTX-02) 国家喀斯特石漠化防治工程技术研究中心建设(2012FU125X13) 贵州省生物学一流学科建设项目(GNYL009)。 

主　　题：颠茄 rolC基因 莨菪碱 东莨菪碱 山莨菪碱 

摘      要：发根农杆菌浸染植物后产生的发根可合成高水平次生代谢产物,这种代谢增强作用是由rol基因诱导激发的,因此可利用rol基因提高颠茄中托品烷生物碱(tropane alkaloids,TAs)的合成能力。本研究以颠茄为实验材料,将发根农杆菌pRiA4质粒上的rolC基因通过CaMV35S启动子驱动,导入颠茄中超表达。分析转基因颠茄的表型、TAs含量以及TAs合成途径关键酶基因转录表达水平表化。结果表明,转基因颠茄表现出根系发达、雄性不育、雄蕊柱长高于雌蕊、提前开花、节间缩短、花小且多、腋芽和侧芽增多、顶端优势下降和叶片狭长等表型;转基因颠茄的TAs含量均显著高于对照,莨菪碱、山莨菪碱和东莨菪碱含量最高可达对照的2.58、3.59和15.77倍;TAs合成途径中的3个关键酶基因腐胺N-甲基转移酶(PMT)、托品酮还原酶I(TRⅠ)和莨菪碱6-β-羟化酶(H6H)的表达量与对照相比表达上调。以上研究表明rolC基因通过上调颠茄TAs合成关键酶基因的表达提高了颠茄中TAs的合成能力,为利用rolC基因进行高TAs含量的颠茄分子育种奠定了基础。