激素处理诱导的转录组改变揭示铁皮石斛BGLU在多糖合成中的关键作用(英文)

作者:王志才; 赵美丽; 张晓捷; 张镇梁; 李素珍; 李健; 崔洪秋; 李午佼; 刘艳春; 王玉; 李利强; 谷丽丽; 王美娜
来源:生物化学与生物物理进展, 2022, 1-18.

摘要

铁皮石斛是一种名贵的中草药,药用历史悠久,其药用活性成分主要包括多糖、类黄酮和生物碱。这些成分的种类和含量通常受到诸多环境因素的影响。组织培养中植物激素的广泛使用促进了许多兰科植物的大量快繁,然而激素对活性成分积累的影响及其作用机制尚待进一步深入研究。本文利用铁皮石斛组织培养常用的两种植物激素NAA和/或6-BA处理铁皮石斛幼苗,测定活性化合物含量并对相应材料进行转录组测序分析。结果表明,激素处理影响多糖、生物碱和类黄酮等活性化合物的积累水平,同时引起较多的差异基因表达。统计分析表明,6-BA较NAA处理引起更多的转录本改变;β-葡萄糖苷酶编码基因BGLU表达与多糖积累密切相关。进一步功能研究表明,包括激素种类、处理浓度、处理时间和处理材料生长时期等因素均能明显影响BGLU表达及相应多糖积累水平,从而在分子层面部分回答了一个长期困扰人们的关键问题,即为什么药材经组织培养后活性成分相对不稳定。因此,本研究明确提出了BGLU在激素处理后多糖的积累过程中有重要调控作用。