千里光法尼基焦磷酸合酶基因的克隆及功能鉴定

作者：王丽平; 谌琴琴; 梁瑾; 傅竞也; 王强^*

来源：中国中药杂志, 2020, 45(23): 5677-5685.

DOI：10.19540/j.cnki.cjcmm.20200820.102

• 法尼基焦磷酸
• 法尼基焦磷酸合酶
• 基因表达
• 微生物工程
• 千里光
• 倍半萜

倍半萜化合物作为次生代谢产物,不仅参与植物生长发育和防御调控,也是医药品、化妆品和香料等重要原料。作为传统中草药,千里光Senecio scandens具有抗炎消肿、活血化瘀等药用价值。千里光属富含倍半萜化合物,目前已分离鉴定的倍半萜及其衍生物高达600种,为了阐明倍半萜化合物的生物合成途径,该研究基于千里光转录组数据得到2个法尼基焦磷酸合酶基因SsFPS1,SsFPS2 (farnesyl diphosphate synthase)。生物信息学分析表明SsFPSs含有FPS的功能域,这2个基因在千里光各个组织中均表达,并且SsFPS2在叶和根中的表达量高于SsFPS1,同时检测了千里光各组织中的倍半萜化合物,根和叶中的倍半萜种类多于茎和花。在大肠杆菌代谢工程中,将SsFPS1和SsFPS2分别与玉米倍半萜合酶ZmTPS11(玉米β-macrocarpene synthase)共同转化,结果表明与SsFPSs共转提高β-macrocarpene含量,证实了SsFPS1和SsFPS2催化E,E-FPP产生合成下游倍半萜的前体法尼基焦磷酸FPP(farnesyl diphosphate)。该研究阐明了SsFPSs的功能,有望增加倍半萜化合物的结构多样性,同时提高千里光的药用价值,为开发丰富的千里光资源提供重要理论基础。

• 单位
  四川农业大学