AaMED25调控青蒿素生物合成的功

来源 :西南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ying33809
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
青蒿是我国传统中药材,基源植物为菊科植物黄花蒿(Artemisia annua L.),本论文统称其为青蒿。其产生的次生代谢产物青蒿素,是含有过氧化桥结构的倍半萜内酯化合物,对于抗氯喹型疟疾和脑型疟疾具有非常显著的疗效。世界卫生组织(the World Health Organization,WHO)推荐以青蒿素为基础的联合疗法为治疗疟疾的首选方法。由于青蒿素主要是从青蒿植株中提取,因此以青蒿为研究材料开展青蒿素的生物合成及其调控的分子机制研究是次生代谢研究领域的一个热点。植物次生代谢产物的生物合成往往受到激素诱导。多个研究团队发现使用茉莉酸甲酯(Methyl jasmonate,MeJA)处理可以显著提高青蒿素生物合成基因的表达和青蒿素含量。随后,研究人员分别从青蒿中克隆了一系列受到MeJA诱导的转录因子,如AaWRKY1、AaORA、AabHLH1、AaERF1、AaMYC2、AaHD1和AaGSW1等。但最近对真核生物转录起始的分子机制研究表明转录因子在起始转录的过程中,不能直接与RNA聚合酶II结合,需要中介体作为中间桥梁连接转录因子与RNA聚合酶Ⅱ,并招募通用转录因子形成转录起始复合物。对拟南芥中介体的研究显示,中介体亚基AtMED25能够与多个茉莉酸(jasmonic acid,JA)信号通路中的转录因子相互作用,从而调控这些转录因子对靶标基因的转录激活活性。为了进一步深入解析青蒿素生物合成的分子调控机制,本研究基于全基因组分析筛选到候选青蒿中介体亚基AaMED25,证明AaMED25结合青蒿JA信号通路中的重要转录因子AaMYC2并激活AaMYC2对青蒿素生物合成基因的转录激活活性,从而提高了青蒿素生物合成能力。具体研究结果如下:1.基于全基因组分析筛选到候选中介体亚基AaMED25利用HMMER和BLASTP程序对青蒿基因组进行扫描发现,青蒿具有6个MED25的同源基因。随后,根据公开发表的18个青蒿各组织部位转录组数据库对候选AaMED25进行表达分析。分析结果表明青蒿组中的6个MED25候选基因中,仅有一个在主要的青蒿素生物合成部位—青蒿分泌性腺毛体中表达。因此,本研究以该基因为最终候选基因,命名为AaMED25。2.AaMED25与转录因子AaMYC2相互作用并增强AaMYC2的转录激活活性利用荧光定量PCR对AaMED25在青蒿各组织部位的相对表达水平分析发现,AaMED25在青蒿中组成型表达,并且在青蒿叶和花蕾中的表达水平显著性高于其在茎的表达水平,这与青蒿素生物合成关键酶基因的表达模式一致。诱导表达分析表明,AaMED25的表达受到MeJA的强烈诱导,在MeJA处理后,AaMED25的表达量与对照组相比提高9倍。此外,AaMED25基因的表达还受到低温诱导,4℃处理青蒿植株后,基因表达量与对照组相比提高1.7倍。随后,酵母双杂交筛选发现,AaMED25与青蒿JA信号转导通路中重要的转录因子AaMYC2之间存在相互作用;进一步对AaMED25功能结构域的研究发现,只有当AaMED25蛋白中的中间结构域和激活子相互作用结构域共同存在时,AaMED25与AaMYC2才会发生互作。最后,双荧光素酶分析试验表明,AaMED25能够增强AaMYC2对青蒿素生物合成关键酶基因的转录激活活性,从而调控青蒿素的生物合成。3.过表达AaMED25提高青蒿素含量为了在体内研究AaMED25基因对青蒿素生物合成的影响,本研究通过农杆菌介导的遗传转化获得了过表达AaMED25的转基因青蒿。在过表达AaMED25的转基因青蒿中,实时荧光定量PCR分析显示,AaMED25的表达水平是对照组的3-4倍,并且青蒿素生物合成关键酶基因的表达得到显著性提高。利用HPLC检测过表达AaMED25转基因青蒿中的青蒿素含量,结果显示转基因青蒿中青蒿素的含量为8.06-11.4 mg/g(DW),同时期对照组青蒿中的青蒿素含量为6.48 mg/g(DW)。与对照组相比,转基因青蒿中青蒿素含量提高1.3-1.7倍。
其他文献
近几年来,全无机钙钛矿量子点CsPbX3(X=Cl,Br,I)凭借其优异的光学性质,例如,发光波长在整个可见光区域可调,窄的半峰宽,高的光致发光量子产率以及简洁的合成方法,在钙钛矿太阳
随着科学技术的发展与社会的进步,高性能气体传感器越来越多地用于空气质量测试、工业生产安全以及非侵入性疾病诊断中。基于金属氧化物半导体(MOS)的气体传感器以其低成本、易
有机-无机卤化物钙钛矿因其优异的光电性能以及可溶液法低成本制备等优点,在太阳电池以及其他光电半导体器件中得到了非常广泛的应用。在有机-无机卤化钙钛矿太阳电池(PSCs)
随着油脂化学品的需求日益增加,许多研究者致力于微生物油脂的相关研究,因耕地面积有限,许多廉价或废弃原料皆被开发出来作为微生物油脂生产的原料。几丁质是地球上第二丰富
随着汽车电控系统的广泛应用,发动机作为传统汽车以及混合动力汽车的主要动力源,其动力输出对动力传动系统的匹配及控制具有重要作用。如对混合动力汽车而言,其模式切换过程
显示系统是工程模拟器的重要组成部分,向飞行员提供友好的人机界面和飞机重要参数信息。从逼真度角度,针对某型工程模拟器显示系统,采用虚拟总线的方式,提出一种基于机载软件
[目的]本课题组前期研究miR-503在人退变椎间盘髓核组织中异常高表达,细胞实验也证实miR-503参与髓核细胞的衰老凋亡。通过生物信息学方法预测miR-503与lncRNA MALAT1具有共
在石油储备基地的改扩建工程中,往往需要用到工程爆破手段,爆破产生的地震效应对近区在役储油罐形成安全威胁。本文针对储油罐近区岩土爆破开挖引起的储油罐动力扰动问题,设
[目 的]乳腺癌的发病率不断升高,是全球女性发病率最高的恶性肿瘤。蒽环类药物,例如多柔比星(Doxorubicin/Adriamycin,ADM),是治疗乳腺癌最常用的药物之一。ADM是一种广谱抗
随着社会经济的高速发展,城市机动车的数量日益增多,这导致了城市交通系统的供需矛盾变得愈发严重,城市的不断建设已经无法使不断扩张的出行需求得到满足,导致各式各样的交通问题相继出现。因此发展智能交通是交通发展的必然选择,而在一个相对智能化的交通系统中,准确的公交信息对于乘客安排出发时间和合理的路线选择至关重要,开发具有高精度的公交车行驶时间预测模型已经受到越来越多的关注。因此,科学、准确的公交车行驶时