RNAi介导珠子参PjCAS基因沉默对皂苷合成的影响

该研究利用Gateway技术构建珠子参环阿屯醇合成酶基因(Panax japonicus cycloartenol synthase,PjCAS)的RNAi表达载体,利用农杆菌介导转化在珠子参细胞中成功实现了PjCAS 的RNA干扰;采用实时荧光定量PCR分析珠子参皂苷生物合成途径中关键酶基因的表达情况,同时检测转基因细胞中皂苷和植物甾醇含量的变化,探讨PjCAS基因对珠子参皂苷合成的调控作用。结果表明：(1)成功获得PjCAS基因的RNAi片段,并成功构建了PjCAS基因RNAi载体pHellsgate PjCAS。(2)经农杆菌遗传转化,获得6株实现PjCAS基因RNA干扰的转基因阳性细胞系。(3)与普通细胞系相比,转基因细胞系中PjCAS基因的表达量大约下降了85%,同时与珠子参皂苷合成直接相关的关键酶基因PjDS、PjAS表达量最高分别上调了90%和150%。(4)转基因细胞系中6种单体皂苷的含量均显著高于对照组,其中达玛烷型单体皂苷Re、Rb1、Rd和齐墩果烷型单体皂苷R0、IV、IVa的平均含量比普通珠子参细胞系分别提高了28%、49%、40%、36%、59%、50%。说明珠子参皂苷含量的变化受PjCAS基因的间接调控。(5)6株转基因细胞系中植物甾醇含量较对照显著降低了53%~73%。研究发现,沉默PjCAS基因可促进珠子参皂苷合成的关键酶基因PjDS、PjAS显著上调表达,并提高转PjCAS基因细胞系中单体皂苷的含量,从而促进了珠子参皂苷合成量的显著增加,证明通过抑制植物甾醇合成通路关键基因PjCAS的表达可以有效降低植物甾醇合成支路的代谢通量,使更多的代谢流朝着珠子参皂苷合成方向流动,最终促进了珠子参皂苷的生物合成。     

乙烯利对苦瓜幼苗内源激素代谢及相关调控基因表达的影响

以苦瓜常规品种“绿爵士”为试材,在日光温室内于幼苗3 ~ 4叶期叶面喷施乙烯利溶液,通过高效液相色谱串联质谱(HPLC MS/MS)仪测定了相关内源激素的含量,并结合高通量测序技术对相关调控基因表达进行分析,探究外源乙烯利对苦瓜幼苗激素代谢的影响,获得苦瓜应对外源乙烯诱导的内源激素代谢靶点,初步明确相关调控基因的作用特点,为深入开展苦瓜类作物外源乙烯调控机制的研究奠定基础。结果表明:(1)在外源乙烯利作用下,苦瓜幼苗植株内源乙烯合成直接前体物质1 氨基环丙基 1 羧酸(ACC)含量和主要限速酶ACC合成酶(ACS)活性均表现为显著升高的趋势;内源生长素(IAA)和细胞分裂素(tZR)的含量同样显著升高,而其赤霉素(GA₃)的含量则显著降低。(2)经过Hi seq测序,共获得1 234个差异表达基因(DEGs),功能富集分析显示有570个DEGs 富集于118条代谢通路中。(3)对所有DEGs进行功能注释,鉴定了多个参与内源激素合成及信号转导的基因,包括乙烯代谢相关的ACS、ACO、HMT3、EIN3、ERFs基因,IAA代谢相关的ALDH、TAA1、UGT74B1、AUX/IAA、ARF等基因,细胞分裂素代谢相关的CYP735A、CKX、A ARR基因,以及GA₃代谢相关的KAO1、CYP736A12 like、GID1、PIF3基因。(4)qRT PCR分析表明,所挑选的8个基因的表达趋势与转录组log₂FC值变化趋势一致,其中4个基因为上调表达,另外4个基因下调表达。     

基于转录组学的白扁豆总皂苷抑制前列腺癌细胞系PC-3细胞生长的机制研究

目的 白扁豆总皂苷是中药白扁豆经过提取分离纯化步骤制备得到,关于白扁豆的总皂苷成分如何影响前列腺癌细胞系PC-3细胞的生长情况缺少研究。因此,有必要探讨白扁豆总皂苷对前列腺癌细胞系PC-3细胞生长的机制研究。方法 本研究采用CCK8方法检测不同浓度的白扁豆总皂苷对前列腺癌细胞系PC-3细胞生长的影响。利用转录组学分析白扁豆总皂苷抑制前列腺癌细胞系PC-3细胞生长的分子机制,并且进一步通过实时定量PCR（qRT-PCR）和蛋白质免疫印迹（Western blot）实验对相关差异基因的表达进行验证。利用Western blot和CCK8检测白扁豆总皂苷处理过表达醛脱氢酶7家族成员A1（ALDH7A1）的PC-3细胞存活率。结果 随着白扁豆总皂苷浓度升高,前列腺癌细胞PC-3的存活率显著下降,白扁豆总皂苷的IC₅₀值为1 086 mg/L。转录组学测序结果显示,与对照组相比,白扁豆总皂苷处理的细胞中有2 360个差异表达基因,其中1 982个基因上调,378个基因下调。基因功能注释（GO）结果显示,差异表达基因显著富集到与有丝分裂纺锤体检查点（mitotic spindle checkpoint）、纺锤体组装检查点（spindle assembly checkpoint）等一系列跟癌症的发生发展密切相关的生物学过程。此外,基因组京都百科全书（KEGG）分析结果也显示,差异表达基因富集在肿瘤代谢等信号通路。进一步对其中的差异基因进行验证,结果显示,与对照组相比,白扁豆总皂苷处理的前列腺癌细胞中ALDH7A1、甘氨酸C-乙酰转移酶（GCAT）和磷酸甘油酸变位酶家族成员4（PGAM4）的蛋白质表达水平明显降低（P<0.05）,而二甲基甘氨酸脱氢酶（DMGDH）和胱硫醚β合成酶样（CBSL）的蛋白质表达水平显著升高（P<0.001）。体外细胞实验结果表明,白扁豆总皂苷通过下调前列腺癌细胞中ALDH7A1的表达抑制PC-3细胞生长。结论 白扁豆总皂苷可能通过下调ALDH7A1表达从而在体外抑制前列腺癌细胞的生长。     

三七转录因子PnWRKY1对三七皂苷生物合成的影响

该研究以野生型三七为材料,采用同源克隆的方法,获得三七转录因子PnWRKY1基因,运用农杆菌转化法构建转基因细胞系,通过测定转基因细胞系中的总皂苷含量以及重要单体皂苷的含量,并采用qRT-PCR分析皂苷合成途径中相关基因的表达情况,为三七皂苷生物合成高效调控策略的建立提供理论依据。结果显示:(1)转录因子PnWRKY1长度为810bp,编码269个氨基酸。(2)成功构建PnWRKY1过表达载体pCAMBIA2300sPnWRKY1,经农杆菌转化获得了6株具有卡那霉素抗性的转基因细胞系(T_1~T_6),对卡那霉素基因nptⅡ进行PCR检测表明,所有细胞系均有与预期大小一致的450bp特异性条带,说明成功获得了6株PnWRKY1过表达转基因细胞系。(3)6株转基因细胞系中的PnWRKY1表达水平均极显著高于野生型细胞系,其中表达量最高的T_3细胞系比野生型增加了5.36倍。(4)过表达PnWRKY1基因细胞系的总皂苷生物合成均得到显著提高,其中T_1~T_6中总皂苷含量分别为野生型细胞系的2.46、1.98、2.67、1.74、2.54和1.98倍;6株过表达PnWRKY1细胞系中的4种单体皂苷R1、Rg1、Re、Rb1的含量与野生型细胞系相比均有不同程度的提高,且T_3细胞系中的单体皂苷Re含量最高(37.81mg/g)。(5)与野生型细胞系(WT)相比,过表达PnWRKY1细胞系中三七皂苷合成途径中的关键酶基因PnDS、PnSS和PnSE的最高表达水平分别增加3.1、4.0和4.5倍。研究表明,转录因子PnWRKY1在三七细胞中的过表达可能参与调节皂苷生物合成部分重要酶基因的表达,且PnWRKY1可能通过调控三七皂苷生物合成途径中关键酶基因的表达间接影响三七皂苷的合成。     

三七皂苷类自毒物质降解细菌分离及其降解特性

三七是我国的名贵药材,但由于连作障碍发生严重,因此土壤中自毒物质的积累成为导致三七连作障碍发生的主要原因之一。生物降解土壤中的自毒物质是缓解连作障碍的有效措施,为筛选并利用降解菌使土壤中皂苷类自毒物质快速消减,该研究以皂苷类自毒物质为筛选靶标,采用富集和驯化策略,从连作三七根际土壤中分离、筛选三七皂苷类自毒物质降解细菌,结合16S rRNA基因测序对高活性菌株进行分类鉴定,并对筛选得到的高活性菌株SC3的降解特性进行了研究。结果表明:(1)从三七根际土壤中成功分离出8株潜在自毒物质降解细菌,初筛评价结果显示SC3菌株对三七总皂苷的降解率最高,达87.42%。(2)通过16S rRNA基因序列分析,编号SC3的高活性菌株被鉴定为寡养单胞菌属(Stenotrophomonas)细菌。(3)在相同培养条件下,菌株SC3对单体皂苷Rb₁的降解效果强于对Rg₁的降解。(4)在液体培养条件下,底物浓度、接种量和培养温度均会显著影响SC3菌株对单体皂苷Rb₁的降解效果。综上表明,采用富集和驯化策略可以有效筛选自毒物质降解细菌,SC3菌株具有消除连作土壤中皂苷类自毒物质的潜力。该研究结果为连作土壤修复提供了生物资源,并为今后深入研究皂苷降解机制提供了理论依据。     

模拟干旱胁迫处理下北柴胡种苗MYC2基因的调控研究

该研究以北柴胡一年生种苗为材料,使用质量分数为10%、20%的PEG6000营养液进行模拟干旱胁迫实验,检测北柴胡根内源信号物质OPR、JA含量,转录因子BcMYC2和柴胡皂苷生物合成途径中4个关键酶基因HMGR、IPPI、FPS、β AS表达量,以及柴胡皂苷a、d含量,探究模拟干旱胁迫下茉莉酸信号通路调控BcMYC2进而影响柴胡皂苷生物合成的机制。结果表明：(1) PEG6000模拟干旱胁迫处理北柴胡种苗后,20% PEG6000处理组根内OPR含量在2 h时出现峰值,10% PEG6000处理组的根内OPR含量在6 h时出现峰值;两个胁迫组内源JA含量均在2 h时出现峰值。(2)两个胁迫处理组北柴胡根内BcMYC2相对表达量均在2 h处出现峰值,之后的2~4 h时间段内大幅度下降,且20% PEG6000处理组的BcMYC2相对表达量高于10% PEG6000处理组;其余4个柴胡皂苷生物合成途径关键酶基因HMGR、IPPI、FPS、β AS的相对表达量均在4 h时出现峰值,晚于BcMYC2相对表达量出现峰值的时间。(3)经模拟干旱胁迫处理后,北柴胡根内的柴胡皂苷含量在36 d内逐渐上升;在处理36 d时,20% PEG6000处理组的柴胡皂苷含量略高于10% PEG6000处理组,且两处理组均显著高于对照组。研究发现,经PEG6000模拟干旱处理后,北柴胡根内信号物质OPR及JA含量提高,促进BcMYC2的表达,进而提高柴胡皂苷生物合成途径中的关键酶基因的表达,最终显著提高了根内柴胡皂苷的含量。     

蜗牛酶中一种人参皂苷Rb1水解酶的分离纯化

通过DEAE-Sepharose离子交换分段层析,DEAE-Sepharose离子交换梯度层析和Sephadex G100凝胶过滤层析三种方法的联用从中华白玉蜗牛消化酶中分离出一种人参皂苷Rb1水解酶。分离后该酶在SDS-PAGE上呈单一蛋白质条带。应用SDS-PAGE和凝胶过滤层析对分子量的测定,提示该酶是由4个分子量为110～115 kD的相同亚基组成的同源四聚体。Rb1为底物的动力学参数K_m和V_max分别为0.790 mmol/L和10.192 μmol/min/mg。该酶对人参皂苷Rb₁糖键进行有选择的水解,可水解人参皂苷Rb₁C₂₀位的一个糖苷键生成人参皂苷Rd。     

茉莉花芳樟醇生物合成关键基因的克隆与表达分析

芳樟醇是芳香植物的重要挥发性化合物之一,橙花叔醇/芳樟醇合酶基因(NES/LINS)是芳樟醇化合物生物合成的重要调控基因。该研究以茉莉花花瓣为材料,基于茉莉花花瓣转录组测序结果,分别采用RT PCR和染色体步移技术,克隆获得NES/LINS基因的全长cDNA序列及其启动子序列,并应用SPEC GC MS和qRT PCR技术检测茉莉花开放过程中芳樟醇化合物的相对含量及JsNES/LINS基因的表达水平,并分析JsNES/LINS在植物激素处理后的表达水平,为进一步揭示JsNES/LINS基因在茉莉花芳樟醇的生物合成调控中的作用提供理论依据。结果表明：(1)获得的JsNES/LINS基因(登录号为：MH513857.1)cDNA全长为1 843 bp,开放阅读框(ORF)全长为1 755 bp,编码584个氨基酸,为亲水性稳定蛋白;NCBI BLAST分析显示,JsNES/LINS与油橄榄OeNES、金鱼草AmNES/LINS1和AmNES/LINS 2以及山茶花CsLINS的相似性分别为56%、54%、54%和50%。(2)亚细胞定位结果显示JsNES/LINS定位于细胞质中;获得了JsNES/LINS起始密码子上游1 141 bp启动子序列,PlantCare预测结果显示,该序列包含多种与植物激素和光照等响应相关的顺式作用元件。(3)GC MS分析显示,芳樟醇化合物的相对含量在茉莉花未开放18:00 时最低,半开放22:00时达到最大,随后呈下降趋势。(4)qRT PCR结果显示,JsNES/LINS的相对表达量变化与芳樟醇化合物的相对含量变化趋势一致;经IAA、GA、ABA及MeJA处理后JsNES/LINS的表达量受到不同程度的诱导表达,其中MeJA的诱导作用最为明显,诱导作用由大至小分别为：MeJA>GA>ABA>IAA。研究推测,JsNES/LINS在芳樟醇化合物的生物合成过程中具有重要调节作用,且受植物激素调控表达。     

香鳞毛蕨 1 脱氧 D 木酮糖 5 磷酸合酶基因的克隆及表达分析

1 脱氧 D 木酮糖 5 磷酸合酶(DXS)是甲基 D 赤藓醇 4 磷酸(MEP)途径中控制影响植物萜类化合物合成的第一个限速酶。该研究对香鳞毛蕨(Dryopteris fragrans)DfDXS基因进行序列特征及生物信息学分析,并通过qRT PCR技术分析其在外源激素、干旱、盐胁迫、高温及低温处理下的表达模式,旨在探究DfDXS基因在香鳞毛蕨萜类生物合成及抗逆机制中的作用,为进一步解析香鳞毛蕨抗逆分子机制奠定基础。结果显示：(1) DfDXS1基因全长2 139 bp,编码712个氨基酸,而DfDXS2全长2 160 bp,编码719个氨基酸;结构域分析显示,其具有典型的转酮醇酶保守域,包含焦磷酸硫胺素结合位点和转酮醇酶结构域;DfDXS氨基酸序列与江南卷柏(Selaginella moellendorffii)和银杏(Ginkgo biloba)的DXS等关系较近。(2)水杨酸(SA)处理下,DfDXS基因的相对表达量先升高后降低;脱落酸(ABA)抑制DfDXS的表达;DfDXS1/2在茉莉酸甲酯(MeJA)处理下相对表达水平均显著高于对照;乙烯利(Eth)抑制DfDXS的表达,但DfDXS1处理3 h时表达水平显著高于对照。(3)聚乙二醇(PEG)、高温和低温均诱导DfDXS1上调表达。研究推测,香鳞毛蕨DXS基因在萜类物质合成与逆境胁迫机制中发挥着重要的作用。     

Highly selective microbial transformation of major ginsenoside Rb(1) to gypenoside LXXV by Esteya vermicola CNU120806

Aims

This study examined the biotransformation pathway of ginsenoside Rb₁ by the fungus Esteya vermicola CNU 120806.

Methods and Results

Ginsenosides Rb₁ and Rd were extracted from the root of Panax ginseng. Liquid fermentation and purified enzyme hydrolysis were employed to investigate the biotransformation of ginsenoside Rb₁. The metabolites were identified and confirmed using NMR analysis as gypenoside XVII and gypenoside LXXV. A mole yield of 95·4% gypenoside LXXV was obtained by enzymatic conversion (pH 5·0, temperature 50°C). Ginsenoside Rd was used to verify the transformation pathway under the same reaction condition. The product Compound K (mole yield 49·6%) proved a consecutive hydrolyses occurred at the C‐3 position of ginsenoside Rb₁.

Conclusions

Strain CNU 120806 showed a high degree of specific β‐glucosidase activity to convert ginsenosides Rb₁ and Rd to gypenoside LXXV and Compound K, respectively. The maximal activity of the purified glucosidase for ginsenosides transformation occurred at 50°C and pH 5·0. Compared with its activity against pNPG (100%), the β‐glucosidase exhibited quite lower level of activity against other aryl‐glycosides. Enzymatic hydrolysate, gypenoside LXXV and Compound K were produced by consecutive hydrolyses of the terminal and inner glucopyranosyl moieties at the C‐3 carbon of ginsenoside Rb₁ and Rd, giving the pathway: ginsenoside Rb₁→ gypenoside XVII → gypenoside LXXV; ginsenoside Rd→F₂→Compound K, but did not hydrolyse the 20‐C, β‐(1‐6)‐glucoside of ginsenoside Rb₁ and Rd.

Significance and Impact of the Study

The results showed an important practical application on the preparation of gypenoside LXXV. Additionally, this study for the first time provided a high efficient preparation method for gypenoside LXXV without further conversion, which also gives rise to a potential commercial enzyme application.     

走马胎三萜皂苷合成相关基因表达分析北大核心CSCD

走马胎是我国华南地区重要的民族药物,其体内的次生代谢物三萜皂苷具有多种药用功效。为了解三萜皂苷含量变化以及生物合成通路相关基因的调控规律,该研究对走马胎在不同组织部位以及不同外源激素处理下所呈现的表达模式进行了比较分析。结果表明:(1)三萜皂苷含量在不同组织部位间和外源激素处理下均存在显著差异,具体表现为根部组织的含量显著高于叶部组织的,而用外源水杨酸(SA)与茉莉酸甲酯(MeJA)喷施处理后其含量低于对照组(CK)。(2)对这两个差异比较组进行qRT-PCR分析结果显示,相比叶部组织,在根部组织中AkPMD、AkHDS、AkSS、AkSM以及与三萜皂苷合成相关的走马胎P450家族、UGT家族基因皆有不同程度的上调;外源SA与MeJA处理会导致合成途径上游的AkPMD、AkHDS、AkSS、AkSM上调,而下游的P450家族、UGT家族基因则有所下调。因此,通过对不同组织部位和不同外源激素处理这两种差异表达模式的比较研究,可推测在这两种表达模式下走马胎三萜皂苷的合成更多地与下游特异化修饰的酶相关。     

Hairy Root Cultures of <Emphasis Type="Italic">Gynostemma pentaphyllum</Emphasis> (Thunb.) Makino: A Promising Approach for the Production of Gypenosides as an Alternative of Ginseng Saponins

Hairy root cultures of Gynostemma pentaphyllum were established by infecting leaf discs with Agrobacterium rhizogenes. The dry biomass of hairy roots grown in MS medium for 49 days was 7.3 g l⁻¹ with a gypenoside content of 38 mg g⁻¹ dry wt.     

西藏大花红景天RcCATs与RcSODs基因克隆及功能分析

为探究过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)基因家族成员在西藏大花红景天高原恶劣生境适应性中的作用,利用生物信息学和qRT-PCR技术对其RcCATs和RcSODs基因家族成员的序列和表达模式进行了分析,并构建RcCAT和RcSOD1的pYES2.0表达载体与pGBKT7诱饵载体,分别进行了酵母胁迫分析和拟南芥酵母文库中互作蛋白的筛选。结果显示:(1)大花红景天中共有2条RcCAT基因,3条RcSOD基因和1条Cu/Zn SOD铜伴侣基因RcCCS。生物信息学分析显示上述基因的氨基酸序列与其同源基因具有较高的相似性(66.37%～94.51%),且均没有跨膜结构域,亚细胞位置预测RcCATs位于过氧化物酶体,RcSODs和RcCCS位于细胞质或线粒体。(2)qRT-PCR结果显示6个基因在根、茎、叶三个器官中均有表达且主要在叶片中表达,低温胁迫和植物激素ABA对基因表达量的影响显著。(3)酵母胁迫结果显示异源表达RcCAT和RcSOD1基因的阳性酵母菌株在冷、热、盐、碱、重金属和H₂O₂胁迫下的细胞活力均比pYES2.0空载菌株高。(4)通过酵母双杂交共筛选到4个与RcCAT互作明显的基因AtbHLH121(AT3G19860)、AtCPCK2(AT2G23070)、AtGRP4(AT5G50750)和AtRAPTOR1B(AT3G08850),3个与RcSOD1互作明显的基因AtEMB(AT5G11890)、AtMBP2(AT1G52030)和AtRH8(AT4G00660)。综上结果表明,大花红景天能够通过RcCATs和RcSODs基因广泛参与调控其生长发育、胁迫响应等代谢途径来适应高原恶劣的环境。     

Chemistry and Pharmacology of Gynostemma pentaphyllum

In traditional Chinese medicine, Gynostemma pentaphyllum (Thunb.) Makino is a herbal drug of extreme versatility and has been extensively researched in China. The dammarane saponins isolated from Gynostemma pentaphyllum, namely gypenosides or gynosaponins, are believed to be the active components responsible for its various biological activities and reported clinical effects. This review attempts to encompass the available literature on Gynostemma pentaphyllum, from its cultivation to the isolation of its chemical entities and a summary of its diverse pharmacological properties attributed to its gypenoside content. Other aspects such as toxicology and pharmacokinetics are also discussed. In vitro and in vivo evidence suggests that Gynostemma pentaphyllum may complement the popular herbal medicine, Panax ginseng, as it also contains a high ginsenoside content and exhibits similar biological activities.     

Microbial transformation of ginsenosides Rb1, Rb3 and Rc by Fusarium sacchari

Aims: This study examined the transformation pathways of ginsenosides G‐Rb₁, G‐Rb₃, and G‐Rc by the fungus Fusarium sacchari. Methods and Results: Ginsenosides G‐Rb₁, G‐Rb₃ and G‐Rc were isolated from leaves of Radix notoginseng, and their structural identification was confirmed using NMR. Transformation of G‐Rb₁, G‐Rb₃ and G‐Rc by Fusarium sacchari was respectively experimented. Kinetic evolutions of G‐Rb₁, G‐Rb₃ and G‐Rc and their metabolites during the cell incubation were monitored by HPLC analysis. High‐performance liquid chromatography (HPLC) was used for monitoring the transformation kinetics of bioactive compounds during F. sacchari metabolism. Conclusions: Ginsenoside C‐K was transformed by F. sacchari from G‐Rb₁ via G‐Rd or via G‐F₂, or from G‐Rb₁ via firstly Rd and then G‐F₂, and C‐Mx was transformed by F. sacchari or directly from Rb₃, or from Rb₃ via Gy‐IX, while G‐Mc was transformed by F. sacchari directly from G‐Rc. Furthermore, C‐K could be also formed from G‐Rc via notoginsenoside Fe (N‐Fe). Significance and Impact of the Study: The results showed an important practical application in the preparation of ginsenoside C‐K. As our precious research indicated C‐K possessed much more antitumor activities than C‐Mx and G‐Mc, so according to the transformation pathways proposed by this work, the production of antitumor compound C‐K may be performed by biotransformation of G‐Rb₁ previously isolated from PNLS.     

A comprehensive analysis of fifteen genes of steviol glycosides biosynthesis pathway in Stevia rebaudiana (Bertoni)

Stevia [Stevia rebuaidana (Bertoni); family: Asteraceae] is known to yield diterpenoid steviol glycosides (SGs), which are about 300 times sweeter than sugar. The present work analyzed the expression of various genes of the SGs biosynthesis pathway in different organs of the plant in relation to the SGs content. Of the various genes of the pathway, SrDXS, SrDXR, SrCPPS, SrKS, SrKO and three glucosyltransferases namely SrUGT85C2, SrUGT74G1 and SrUGT76G1 were reported from stevia. Here, we report cloning of seven additional full-length cDNA sequences namely, SrMCT, SrCMK, SrMDS, SrHDS, SrHDR, SrIDI and SrGGDPS followed by expression analysis of all the fifteen genes vis-à-vis SGs content analysis. SGs content was highest in the leaf at 3rd node position (node position with reference to the apical leaf as the first leaf) as compared to the leaves at other node positions. Except for SrDXR and SrKO, gene expression was maximum in leaf at 1st node and minimum in leaf at 5th node. The expression of SrKO was highest in leaf at 3rd node while in case of SrDXR expression showed an increase up to 3rd leaf and decrease thereafter. SGs accumulated maximum in leaf tissue followed by stem and root, and similar was the pattern of expression of all the fifteen genes. The genes responded to the modulators of the terpenopids biosynthesis. Gibberellin (GA₃) treatment up-regulated the expression of SrMCT, SrCMK, SrMDS and SrUGT74G1, whereas methyl jasmonate and kinetin treatment down-regulated the expression of all the fifteen genes of the pathway.     

培养条件对三七愈伤组织生长和皂苷积累的影响

以MS为基础培养基,改变激素配比、氮源和光照等因素,以分光光度法和HPLC法分析三七愈伤组织培养过程中皂苷含量的变化。结果表明:培养条件对三七愈伤组织中皂苷积累有一定影响,激素配比对愈伤组织中皂苷含量的影响最大,在0.5 mg·L-12,4-D+1.0 mg·L-16-BA组合下,培养物中总皂苷含量最多,达到4.72%±0.29%;在总氮量为60 mmol·L-1条件下,45 mmol·L-1KNO3+7.5 mmol·L-1NH4NO3(NO3-/NH4+=7∶1)时,愈伤组织皂苷含量最多,达到4.71%±0.17%;分别在1 000 lx和500 lx光强下每天光照12 h的愈伤组织,皂苷含量均低于黑暗培养的愈伤组织,三者皂苷含量分别为1.94%±0.31%、2.38%±0.12%和3.57%±0.27%,光照引起愈伤组织表面变绿及细胞分化,可能是抑制愈伤组织中皂苷合成与积累的主要原因;HPLC检测发现,三七愈伤组织和根中均含有Rg1、Re、Rb1及Rd四种皂苷,但栽培三七根含有R1皂苷,而三七愈伤组织中未检测到R1,其原因需要进一步研究。该研究结果为未来愈伤组织培养成为部分代替人工栽培生产三七天然产物的潜在途径提供了研究基础。