人参皂苷生物合成基因组织表达特性的研究

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1、人参皂昔生物合成基因组织表达特性的研究［摘要］釆用生物信息学及实时荧光定量方法对10个人参皂昔生物合成关键酶基因的组织表达特性进行研究。运用转录组热图聚类方法分析了四年生吉林人参14个不同部位人参皂昔生物合成基因的表达;运用实时荧光定量PCR的方法测定人参组培苗、不定根中人参皂昔生物合成基因的表达；运用Pearson相关对这10个人参皂昔生物合成关键酶基因表达特性进行分析。结果表明，卩-AS,CYP716A52v2在吉林人参及组培苗的根中表达高，与Ro分布相一致；与达玛烷型人参皂背合成相关的CY

2、P716A47,CYP716A53v2表达呈显著正相关，从分子水平证明了人参皂昔化学成分分布的差异主要由转运引起。［关键词］人❷❷；人参皂昔生物合成基因；组织表达［Abstract］Thestudyisaimedtocharacterizethetissueexpressionof10keyginsenosidebiosyntheticgenesusingbioinfbrmaticsmethodandreal-timequantitativePCR.Heatmapandclusteranalys

3、isof10ginsenosidebiosyntheticgeneswereperformedinfour-year-oldJilinginseng.Usingreal-timequantitativePCR,theexpressioncorrelationof10keygenesinvolvedinginsenosidebiosynthesiswasanalyzedindifferentorgansoffour-year-oldJilinginsengincluding,tissuecultu

4、reseedlingandadventitiousroot.Pearsoncorrelationwasusedtoanalyzetherelationbetweenthose10keygenesinvolvedinginsenosidebiosynthesis.Theresultsshowedthat卩-ASandCYP716A52v2wereexpressedhighlyinrootofJilinginsengandginsengcultureseedling,whichwasconsiste

5、ntwithRodistribution.Inaddition,CYP716A53v2andCYP716A47whichinvolvedindammaranetypeginsenosidebiosynthesiswerepositivelycorrelated,whichrevealedthatthedifferenceofginsenosidedistributionwascausedbytransportsystem.[Keywords]ginseng；ginsenosidebiosynth

6、eticgenes；tissueexpression人参为五加科Araliaceae植物人参PanaxginsengC.A.Mey.的干燥根及根茎，是名贵中药材，在我国已有超过2000年的用药历史[1]。现代药理学研究表明，人参的主要有效成分人参皂昔具有抗肿瘤、抗衰老、抗炎、抗氧化等药理活性[2-4]o人参皂昔属于三菇类成分，至今已从人参中分离并确定了110余种[5],根据昔元不同，可分为3种类型：一类为齐墩果烷型五环三菇类皂昔；另2类属于达玛烷型四环三祜类皂昔，包括人参二醇型皂昔和人参三醇型皂

7、昔，后两者在人参皂昔中占大多数，具有较好的新药开发前景[6]。人参皂背在人参中含量较低，而人参人工种植需要4〜15年的生长栽培周期，又面临农药残留、重金属污染及品质退化等问题［7］。因此，为了适应日益增长的用药需求、保护人参资源，近年来国内外学者通过组织培养、生物转化及合成生物学等途径对人参皂昔合成进行探索研究［8］。人参已在中国、日本及韩国成功建立了组培苗、不定根及悬浮细胞等体系，但存在细胞株系不稳定、放大培养困难、目的产物低及培养条件复杂导致成本高等问题［7］。因此，如何有效地分析人参皂背在

8、不同体系中的合成规律，有助于解析以上问题。近年来，关于人参皂昔生物合成途径的解析取得一定进展［8-ll］o其中的关键酶包括上游的3-疑基-3-甲基戊二酰CoA还原酶、法呢基焦磷酸合酶、鲨烯合酶、鲨烯环氧酶，下游的3个分支酶达玛烯二醇・II合酶、卩•香树素合酶、环阿尔廷醇合酶和3个细胞色素P450酶CYP716A47,CYP716A53v2,CYP716A52v2。本研究通过人参植株、组培苗及不定根体系，对以上10个关键酶基因进行组织表达特性分析，并探讨了基因表达的相关性，为深入阐明人参皂昔合成途