课题基金 / 基金详情

云南重楼中重楼皂苷类物质积累的分子机制研究

批准号:
82060694
项目类别:
地区科学基金项目
资助金额:
33.0 万元
负责人:
徐福荣
依托单位:
学科分类:
中药资源
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
徐福荣

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
云南重楼(Paris polyphylla Smith var. yunnanensis(Franch.) Hand.-Mazz.)是传统名贵中药材重楼的重要来源,重楼原料主要依赖人工栽培,栽培年限长。项目组研究发现不同来源的云南重楼指标成分重楼皂苷的含量差异较大,严重制约重楼的原材料供应和质量保证。本项目拟以不同来源的云南重楼为研究对象,比较云南重楼、七叶一枝花(Paris polyphylla var. chinensis (Franch.) Hand)和长柱重楼(Paris forrestii (Takht.) H. Li)根茎的转录组变化,挖掘参与重楼皂苷生物合成的OSC、P450s和UGTs中的关键酶基因,进行功能分析,建立基因表达、酶活性与重楼皂苷类物质成分的关系,明确调控重楼皂苷的关键基因,解析这些关键基因在重楼皂苷积累中的分子机制,为云南重楼的栽培与开发利用提供理论基础。
英文摘要
Paris polyphylla Smith var. yunnanensis (Franch.) Hand.-Mazz. (P. yunnanensis) is an important source of valuable traditional Chinese medicines Paridis Rhizoma, which relies mainly on artificial cultivation with a long cultivation period. However, the study of the project team found that the contents of Rhizoma Paridis saponins from different sources differed greatly, which had seriously restricted the supply and quality assurance of raw materials of P. yunnanensis. In this study, P. yunnanensis from different habitats would be selected as the experimental materials to compare the transcriptome changes of rhizomes with Paris polyphylla var. chinensis (Franch.) Hand and Paris forrestii (Takht.) H. Li. At the same time, oxidosqualene cyclase (OSC), cytochrome P450 monooxygenases (P450s) and UDP-dependent glycosyltransferases (UGTs) genes involved in the biosynthesis of saponins were mined and the functional analysis was carried out to establish the relationship between gene expression, enzyme activity and Rhizoma Paridis saponins. The key genes regulating the Rhizoma Paridis saponins and the molecular mechanism of these key genes in the accumulation of saponins were analyzed, so as to provide a theoretical basis for the further cultivation, development and utilization of P. yunnanensis.
项目基于高效液相色谱法建立了云南重楼中8种甾体皂苷(重楼皂苷I、II、III、V、VI、VII、H和纤细薯蓣皂苷)检测方法,基于三重四极杆质谱技术靶向代谢组测定法,建立了云南重楼中13种皂苷含量的检测方法,为快速有效分析重楼皂苷提供了高效可行的检测方法。对不同生长年限的云南重楼研究发现,根茎生物量增长分三阶段,以7年生增长最快,年增(31.843±14.225)g,结合根茎中皂苷的含量进行综合评价,表明云南重楼并非种植年限越长越好,建议以7年生云南重楼采收入药为最佳。同时,基于MaxEnt模型与ArcGIS软件,对云南重楼在中国的适生性分析,表明高适宜区生境缩减,呈高纬度高海拔迁移的趋势。.基于云南重楼和长柱重楼的转录组数据筛选出GAPDH、ACT、α-TUB、UBC、UBQ、PP2A、β-TUB、EF-1α共8个常用管家基因作为候选内参基因,通过实时荧光定量PCR检测和geNorm、Normfinder、BestKeeper三个程序及RefFinder工具确定云南重楼中ACT综合稳定性最好,其次是UBQ;长柱重楼中GAPDH稳定性最好,PP2A次之。同时,通过转录组,鉴定出长柱重楼和云南重楼根茎间差异表达基因(DEGs)12508 个,DEGs显著富集于多个与多种代谢物产生和积累相关的代谢途径,其中包括淀粉和蔗糖代谢途径、黄酮类生物合成途径、异黄酮类生物合成途径以及苯丙烷类生物合成途径等。萜类骨架生物合成和类固醇生物合成途径与皂苷合成直接相关,两途径共富集 139 个 DEGs,对应 31 种皂苷合成酶。此外,鉴定出 38 个甾体皂苷和重楼皂苷合成的候选 DEGs,涉及 CYP72、CYP90、UGT73 和 UGT80 基因家族。.通过转录组与代谢组分析,从云南重楼根茎中克隆得到2个糖基转移酶基因(PpUGT91T1和PpUGT91T2),PpUGT91T1 开放阅读框(ORF)为 1347 碱基对,其编码一个由 448 个氨基酸组成的蛋白质,该蛋白质相对分子质量为 50.74 KDa。PpUGT91T2 开放阅读框长度为 1395 碱基对,编码 464 个氨基酸,分子量为 52.62 KDa。构建PCOLD-TF-PpUGTs原核表达载体,诱导获得重组蛋白,体外酶促实验表明PpUGT91T1、PpUGT91T2具有将重楼皂苷Ⅴ催化生成重楼皂苷Ⅲ。
活性氧物质(ROS)调控滇重楼种子萌发成苗的分子机制研究
  • 批准号:
    81860674
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    35.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    徐福荣
  • 依托单位:
三七生长发育和皂苷积累对低温的响应及其调控机制研究
  • 批准号:
    81460581
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    45.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    徐福荣
  • 依托单位:
国内基金
海外基金