中药青蒿的代谢工程

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1、中药青蒿的代谢工程Artemisiaannua(青蒿)青蒿素(Artemisinin)目的意义用途：抗疟疾：青蒿素是世界卫生组织(WHO)推荐的目前最有效的疟疾治疗药物。基于青蒿素的综合疗法(artemisinin-basedcombinationtherapies,ACTs)现在已经成为WHO推荐的疟疾治疗一线药物.22011年9月12日，中国科学家屠呦呦获得2011年度拉斯克奖(LaskerAward)“临床医学奖”。获奖理由是“因为发现青蒿素——一种用于治疗疟疾的药物，挽救了全球特别是发展中国家的数百万人的生命”。这也是至今为止，中国生物医学界获得的世界级最高大奖。3全球疟疾感染者

2、分布图：每年有5亿人感染疟疾，其中有近100万人不幸死亡。4青蒿的资源分布青蒿(ArtemisiaannuaL.)，其分类学上中文学名为黄花蒿,属于菊科(Compositae)蒿属(Artemisia)一年生草本植物。黄花蒿(ArtemisiaannuaL.)5青蒿素的生产青蒿素生物合成途径及调控机制的研究工程微生物化学合成细胞工程手段转基因植物(青蒿、烟草等)传统育种青蒿素产量青蒿素价格6artemisininIPPProposedbiosyntheticpathwayofartemisininADH1ADSCYP71AV1CYP71AV1CYP71AV1Dbr2ALDH1ALDH1F

3、PSSteriodsOthersesquterpenes？7××othersesquterpenesSQStriterpenesFPSADS青蒿素生物合成途径及调控策略示意图squaleneSESFPP“开源”“节流”81.相关基因的挖掘2.高效遗传转化系统3.青蒿再生体系建立青蒿代谢工程的关键环节9青蒿素生物合成的位点A.annuaistheonlynaturalsourceofartemisinin;however,itscontentinplantsisrelativelylow(0.1–0.8%bydryweight).10青蒿腺毛cDNA文库的构建及青蒿素生物合成相关基因的克隆

4、ESTidentificationNumberofESTsBestblastxhitsspeciesFarnesyldiphosphatesynthaseAmorpha-4,11-dienesynthaseCytochromeP450reductase8-EpicedrolSynthase(3R)-linaloolsynthaseIPP/DMAPPsynthaseIPP/DMAPPsynthaseCinnamylalcoholdehydrogenaseCinnamylalcoholdehydrogenasePutativecyclase1212111111AF112881AY006482

5、ABL09938AF157059AF154125AAD55762ABB88836ABC66107BAA19487NP_567979ArtemisiaannuaArtemisiaannuaArtemisiaannuaArtemisiaannuaArtemisiaannuaNicotianatabacumSteviarebaudianaZinniaelegansZinniaelegansArabidopsisthaliana关键酶基因候选基因111983年，贺锡纯等首次报道以青蒿的嫩茎和嫩叶为外植体，诱导出愈伤组织，愈伤组织经继代转接后可形成幼苗。青蒿的组织培养青蒿素的紫外吸收曲线a.标准品

6、b.带分化芽的愈伤组织天然植株和再生植株青蒿素含量的紫外吸收曲线a.天然植株b.再生植株12青蒿发根遗传转化系统的建立转基因青蒿发根13青蒿丛生芽遗传转化系统的建立GFPexpressionintheleafoftransgenicplants.A.leafofuntransformedplant;B.leafoftransgenicplant.TransgenicplantletsSequencesbetweenT-DNArightborder(RB)andleftborder(LB).TheNPTⅡgeneisusedasaselectableKan-resistantplantce

7、lls.ArrowsindicatethereactionsitesofSmaⅠ,SacⅠandHindⅢ.Nos/pNPTⅡNos/tCaMV35S/pgfpcodingseq.Nos/tRBLBHindⅢSmaⅠSacⅠ14异源法呢基焦磷酸合酶(FPS)对青蒿发根中青蒿素生物合成的调控Acetyl-CoAHMG-CoAMVAIPPFPPArtemisininFPS转基因发根的Southern检测转基因发根的Northern检测p