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丹参(Salvia miltiorrhiza)是我国传统医药学中应用最早而且最广泛的药物之一,主要活性成分可以分为脂溶性与水溶性成分。脂溶性成分主要为二萜醌类化合物(丹参酮I、丹参酮IIA,丹参酮IIB、隐丹参酮等),可用于治疗脓性、感染性疾病和心脑血管性疾病。水溶性成分多为芳香酸、多酚芳香类,如丹酚酸A、B、C等,此外还有迷迭香酸,咖啡酸,多被用于治疗抗心肌缺氧类疾病。茉莉酸途径的抑制因子JAZ(Jasmonate ZIM-domain,JAZ)蛋白(JAZs)是一类参与多个信号通路的阻遏蛋白,主要响应JA的刺激。本实验我们利用拟南芥中12条已报道JAZ的c DNA为探针,进行本地BLAST,最终通过进化树分析,筛选出9条丹参的JAZ基因,根据其与拟南芥中已报到JAZ基因的近缘关系命名。结合实验室已有MJ诱导处理丹参植株的转录组分析结果,发现在这9条丹参JAZ中,SmJAZ3-Like和SmJAZ8的响应最为显著,我们利用基因工程手段成功克隆得到这两条JA信号途径中的抑制因子JAZ蛋白(Jasmonate ZIM domain)序列,根据系统进化树的近缘关系分别命名为SmJAZ3-Like和SmJAZ8。生物信息学分析,发现SmJAZ3-Like和SmJAZ8都分别包含有N末端的NT结构域,ZIM结构域和C末端的Jas结构域。其中在ZIM结构范围中还包含有TIFY保守基序。烟草瞬时转化实验发现SmJAZ3-Like主要定位在细胞核中,少部分定位在细胞膜上,SmJAZ8定位于细胞核。组织表达谱显示这两条JAZ在丹参各组织中均有表达,SmJAZ3-Like在根的韧皮部表达最高,其次是须根,茎和主根;SmJAZ8在木质部表达最高,其次是韧皮部,茎和须根。诱导表达结果表明,SmJAZ3-Like和SmJAZ8同时受MJ、YE、ABA、GA3、SA等诱导子的诱导并且效果显著,但是两条基因对各激素的响应情况存在明显差异。通过构建植物过表达载体p CAMBIA2300~+-SmJAZ3-Like/JAZ8,借助农杆菌C58C1介导丹参植物外植体遗传转化共获得SmJAZ3-Like过表达毛状根株系9个,SmJAZ8过表达毛状根株系9个。对其进行q RT-PCR分析发现,SmJAZ3-Like对丹参酮途径的关键酶Sm KSL,Sm DXR有明显下调作用,而SmJAZ8似乎同时对Sm GGPPS和Sm KSL有较为明显的下调现象;丹酚酸合成途径中,发现过表达SmJAZ3-Like对Sm4CL1和Sm C4H的抑制作用较其他成员关键酶较为显著,不同的是SmJAZ8对Sm C4H有较为强烈的抑制作用,而对Sm RAS、Sm HPPR抑制作用相对较弱。利用HPLC对毛状根中的丹参酮含量进行测定,数据显示,通过过表达SmJAZ3-Like后,转基因毛状根中丹参酮含量与对照组相比较看来,有所下降,在SmJAZ3-Like(OE)株系中,平均的丹参酮含量为2.34 mg/g DW;过表达SmJAZ8与对照相比,下降程度较低,SmJAZ8(OE)平均丹参酮含量为2.92 mg/g DW,低于对照组平均丹参酮含量3.14 mg/g DW。丹酚酸含量测定:过表达SmJAZ3-Like的毛状根中酚酸含量与对照组(36.8 mg/g)相比变化不大,基本持平;而过表达SmJAZ8的毛状根中酚酸含量与对照组相比,含量有所下降,平均为32.4 mg/g。本实验研究了丹参中SmJAZ3-Like和SmJAZ8在丹参酮、丹酚酸合成途径的代谢调控作用,同时检测了其代谢通路中的关键酶基因的表达水平。深入分析了这两个基因的生物学功能,为丹参酮和丹酚酸的代谢工程研究及丹参种质资源的改善提供了一定的理论基础,也为将来进一步研究丹参茉莉酸信号途径奠定了基础。