Genetic engineering of yellow betalain pigments beyond the species barrier.
Genetic engineering of yellow betalain pigments beyond the species barrier.
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DOI：
10.1038/srep01970
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发表时间：
2013
影响因子：
4.6
通讯作者：
Nishihara, Masahiro
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Nakatsuka, Takashi;Yamada, Eri;Takahashi, Hideyuki;Imamura, Tomohiro;Suzuki, Mariko;Ozeki, Yoshihiro;Tsujimura, Ikuko;Saito, Misa;Sakamoto, Yuichi;Sasaki, Nobuhiro;Nishihara, Masahiro
甜菜碱是在一些高等植物和高等真菌中发现的主要植物色素组之一。它们不是在石竹目以外的任何植物物种中自然产生的，也不是由积累花青素的石竹目产生的。在这里，我们试图将甜菜红素生物合成途径重建为产生花青素的植物物种中的一个独立系统。来自香菇的酪氨酸酶基因和来自四点钟植物的多巴 4,5-双加氧酶基因的联合表达导致烟草 BY2 和拟南芥 T87 的培养细胞成功产生甜菜红素。转基因烟草BY2细胞由于甜菜青素的积累而呈亮黄色。 LC-TOF-MS 分析表明，脯氨酸-甜菜黄素 (Pro-Bx) 在这些转基因 BY2 细胞中积累为主要甜菜黄素。转基因拟南芥T87细胞也产生甜菜青素，但产生的水平低于转基因BY2细胞。这些结果说明了甜菜红素生物合成的新型基因工程策略的成功。
Betalains are one of the major plant pigment groups found in some higher plants and higher fungi. They are not produced naturally in any plant species outside of the order Caryophyllales, nor are they produced by anthocyanin-accumulating Caryophyllales. Here, we attempted to reconstruct the betalain biosynthetic pathway as a self-contained system in an anthocyanin-producing plant species. The combined expressions of a tyrosinase gene from shiitake mushroom and a DOPA 4,5-dioxygenase gene from the four-o'clock plant resulted in successful betalain production in cultured cells of tobacco BY2 and Arabidopsis T87. Transgenic tobacco BY2 cells were bright yellow because of the accumulation of betaxanthins. LC-TOF-MS analyses showed that proline-betaxanthin (Pro-Bx) accumulated as the major betaxanthin in these transgenic BY2 cells. Transgenic Arabidopsis T87 cells also produced betaxanthins, but produced lower levels than transgenic BY2 cells. These results illustrate the success of a novel genetic engineering strategy for betalain biosynthesis.
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