[00141397]香茶菜二萜合酶及对映-贝壳杉烯氧化酶基因研究

对映-贝壳杉烷类二萜化合物（ent-kaurane diterpenoids）是药用植物香茶菜（Isodon L.）抗菌抗肿瘤的核心组分,例如冬凌草甲素（oridonin）和毛萼乙素（eriocalyxin B）,这类化合物在植物体内形成的酶分子机制尚不明了。前期我们克隆并鉴定了香茶菜二萜合酶柯巴基二磷酸合酶IeCPS1和IeCPS2, 但其催化产物的立体特异性仍有待验证。 本研究以产自云南的毛萼香茶菜（Isodon eriocalyx （Dunn） Hara）为实验材料,通过转录组测序与RACE-PCR基因克隆获得了6条全长基因序列,其中二萜合酶基因3条,基于同源比对分别命名为IeCPS3、 IeKS1和 IeKSL1;对映-贝壳杉烯氧化酶P450基因 2条即 IeKO1和IeKO2,另有1条P450还原酶基因IeCPR。半定量RT-PCR分析表明,IeCPS3、IeKS1以及IeKO1在叶片表达量较高而萌发种子内微弱,IeKSL1和IeKO2的表达在叶片和萌发种子都很弱;液相质谱检测证明叶片富含毛萼香茶菜的特征二萜成分毛萼乙素,而萌发七天的种子含量甚微。通过转录组测序、基因克隆表达与功能表征,结合组织特异性基因表达与毛萼乙素含量分析,证实毛萼香茶菜二萜合酶IeCPS1、IeCPS2和IeCPS3均为对映-柯巴基二磷酸合酶,IeKS1为对映-贝壳杉烯合酶,这四个二萜合酶都可能参与毛萼香茶菜对映-贝壳杉烷类二萜骨架的生物合成。 以上研究结果分别发表在中文核心期刊《植物生理学报》及SCI期刊Phytochemistry。