紫杉醇生物合成研究历史、现状及展望北大核心CSCD

紫杉醇是从红豆杉中分离出来的一种二萜类化合物,是目前临床上使用最广泛的抗癌药物之一。回顾了紫杉醇生物合成的研究历史,主要包括参与红豆杉紫杉醇生物合成的结构基因、调控基因、红豆杉代谢组、内生真菌紫杉醇生物合成研究历史以及国际上紫杉醇生物合成专利情况等。介绍了近年来红豆杉和内生真菌紫杉醇生物合成研究的现状。最后探讨了本领域未来的研究方向并对其前景进行展望。     

穗花杉中不存在紫杉醇的化学及分子生物学证据

穗花杉(Amentotaxus argotaenia(Hance)Pilger)是红豆杉科穗花杉属的一个种。由于穗花杉与红豆杉属植物具有较近的亲缘关系,有研究者认为穗花杉也可以合成紫杉醇,并利用HPLC法测到其含有紫杉醇。但这仅仅是依靠HPLC中出峰时间来判断,并没有质谱结果。该研究利用LC-MS对穗花杉茎叶的化学提取物分析结果显示,穗花杉的茎叶中均未发现紫杉醇。为了进一步证明穗花杉不能合成紫杉醇,该研究利用欧洲红豆杉(Taxus baccata L.)紫杉醇生物合成关键基因-紫杉二烯合成酶基因(Taxadiene synthase gene,TbTS)的序列TBLASTN比对穗花杉本地转录组,从中找出并克隆得到与TbTS同源性最高的AarTSL1基因;利用原核表达分析AarTSL1基因的编码蛋白,结果发现该基因不具有紫杉二烯合成酶编码基因的功能。该研究从化学和生物学两个方面均证明穗花杉无法合成紫杉醇,为以后通过植物学和化学分类学等研究穗花杉的分类学地位提供了新的有用信息。     

丹参不同愈伤组织诱导及遗传转化体系优化

为了获得满足不同目的组织培养材料和稳定高效的遗传转化体系,该研究以丹参叶片和茎段为外植体,采用含不同浓度的植物激素(植物生长物质)的Murashige Skoog(MS)培养基,探索诱导丹参产生不同愈伤的条件;采用正交法考察浸染时间、共培养时间、筛选压等对农杆菌介导的丹参遗传转化体系的影响,并根据出芽率及转化阳性率优化丹参遗传转化体系。结果表明:(1)能较快诱导丹参叶片产生愈伤的是MS+0.5mg·L~(-1)6-BA+0.5 mg·L~(-1)2,4-D;诱导茎较快产生愈伤的是MS+0.1mg·L~(-1)NAA+0.5 mg·L~(-1)6-BA;1 mg·L~(-1)反式玉米素(ZR)可能有利于诱导产生含有丹参酮的愈伤组织;1.0 mg·L~(-1)2,4-D较易诱导丹参愈伤组织生根。(2)以卡那霉素为筛选剂时农杆菌GV3101介导的丹参遗传转化的条件为浸染5 min、共培养1 d、卡那霉素30 mg·L~(-1)筛选,经PCR鉴定转基因阳性率为60%;而用10 mg·L~(-1)链霉素筛选阳性率达70%。该研究结果确定了丹参不同愈伤组织诱导条件,明确了以卡那霉素为筛选剂时农杆菌GV3101介导的丹参遗传转化的条件,换用10 mg·L~(-1)链霉素筛选时体系更加稳定、更易操作、更易重复。     

毛果杨LBD基因家族的全基因组分析

LBD(lateral organ boundaries domain)蛋白是一类植物所特有的转录因子,在调控植物生长发育、营养代谢以及逆境胁迫的响应等方面发挥重要作用。然而,在基因组水平上对毛果杨LBD基因家族的研究还未曾有过报道。本研究利用生物信息学方法,从毛果杨基因组中鉴定出57个LBD基因并预测其分子量和等电点,这些基因分布于毛果杨18条染色体和Scaffold_65、Scaffold_86上。该家族成员基因结构简单,内含子数目不超过2个。进化关系分析显示毛果杨LBD基因可分为ClassⅠ和ClassⅡ两大类,细分为Ⅰa、Ⅰb、Ⅰc、Ⅰd、Ⅰe、Ⅱa和Ⅱb等7个亚类。分析基因表达模式发现,该家族成员的表达具有一定时空特异性,并响应氮素胁迫处理。本研究为深入研究毛果杨LBD基因的功能奠定了基础。     

翅果油树叶片中总生物碱抗氧化活性研究

采用80%乙醇浸提翅果油树叶片中总生物碱,硅胶柱层析纯化,并用碘量法测定翅果油树叶片中总生物碱对猪油抗氧化性能的影响,用番红花红O-Mn2 -H2O2光度法测定其对羟基自由基的清除效果,用NBT光还原法测定其对超氧阴离子的清除效果.结果表明:翅果油树叶片总生物碱可有效延缓猪油的脂质过氧化反应,对猪油氧化的抑制效果显著高于同浓度的维生素C;其具有较强的清除羟基自由基和超氧阴离子的能力,EC50值分别为0.236g/L和0.101g/L,当浓度为1g/L时,其对羟基自由基和超氧阴离子的清除率可达96.04%和90.05%,显著高于同浓度的维生素C.