基于轉錄組測序的兔兒傘羽扇豆醇合成途徑及關鍵酶基因研究

張京晶, 許景垚, 單婷玉, 趙歷強, 鐘欣欣, 張帥帥, 吳家文

(1. 安徽中醫藥大學研究生院, 合肥 230012; 2. 安徽中醫藥大學科研技術中心新安醫學教育部重點實驗室, 合肥 230038; 3. 安徽省中醫藥科學院, 合肥 230012; 4. 安徽道地中藥材品質提升協同創新中心, 合肥 230012)

兔兒傘(Syneilesisaconitifolia(Bunge)Maxim),又名貼骨傘、龍頭七,為菊科(Compositae)兔兒傘屬草本植物。兔兒傘以根或全草入藥,多用于治療癰疽腫毒、癆疬和抗腫瘤等,極具經濟及藥用價值[1-2]。

兔兒傘含有三萜、生物堿及黃酮[3]等活性成分,其中,三萜類物質是一類結構復雜多樣、生物學功能豐富的次生代謝產物,可依照結構中所具有的碳環數劃分為單環、雙環、三環、四環和五環三萜,其中,五環三萜類物質如羽扇豆醇有廣泛的藥理作用及生物活性,具有免疫調節、抗病毒及抗腫瘤等功效[4-7]。

五環三萜類化合物經MVA(甲羥戊酸)及MEP(甲基-D-赤蘚糖醇-4-磷酸)途徑完成其生物合成[8],雖然兩條途徑的起始端及路徑各不相同,但二者都可以產生所有合成萜類的基本單位:IPP(異戊烯基焦磷酸)與DMAPP(二甲丙烯焦磷酸)。IPP和DMAPP結合為GPP(牻牛兒基焦磷酸),GPP再和IPP在FPPS(法尼基焦磷酸合酶)的作用下以頭尾連接的方式生成FPP(法尼基焦磷酸);而后2分子FPP在SS(角鯊烯合成酶)催化下形成1分子SQ(角鯊烯),再經SE(角鯊烯環氧酶)氧化形成2,3-氧化角鯊烯,此階段是三萜類化合物的公共起始階段;2,3-氧化角鯊烯通過構象變化生成dammarenyl陽離子中間體,再轉化生成五環的lupanyl陽離子,進而形成五環三萜類物質羽扇豆醇[9-10]。

RNA-Seq(轉錄組測序技術)目前已廣泛用于中草藥功能基因、關鍵酶基因挖掘及活性成分生物合成途徑研究等方面[11-13]?！?br>