BCAT4、CYP79F1和ESM1过表达提高西兰花细胞萝卜硫素含量

萝卜硫素(sulforaphane,SFN)是目前防癌抗癌效果最好的植物天然产物之一。十字花科芸薹属植物西兰花是生产SFN的重要材料。然而普通西兰花中SFN产量仍无法满足巨大的市场需求。之前单一基因改造提高植物SFN含量的策略效果并不理想。该研究从西兰花中克隆了SFN合成相关的支链氨基酸转移酶4编码基因BCAT4、细胞色素P450氧化酶编码基因CYP79F1和环硫修饰酶编码基因ESM1。分别以单基因导入和三基因串联导入的方式,通过农杆菌法转化西兰花愈伤组织,对所获得的转化细胞系中SFN的含量进行比较,以期获得SFN含量更高的细胞系,为通过细胞系大量培养获取SFN奠定基础。实验结果表明,目的基因BCAT4、CYP79F1、ESM1和B-C-E(BCAT4NSCYP79F1N-SESM1)都成功整合于宿主细胞基因组。BCAT4和B-C-E基因过表达细胞系中SFN含量为139.7和171.4μg/g,分别是野生型细胞系SFN含量的1.79倍和2.19倍,差异极显著(**P<0.01);B-C-E基因过表达细胞系SFN含量是BCAT4基因过表达细胞系的1.23倍,差异显著(*P<0.05)。而CYP79F1和ESM1过表达细胞系未检测到高于对照的SFN含量。综上所述,单基因BCAT4的过表达对SFN含量的影响大于CYP79F1与ESM1。多基因串联共表达对SFN含量的影响效果好于单个基因的过表达。