本文關(guān)鍵詞：丹參酚酸和薯蕷皂苷生物合成基因的挖掘與分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院》 2015年

丹參酚酸和薯蕷皂苷生物合成基因的挖掘與分析

汪波  

【摘要】：植物在長期與自然界相互作用的過程中,逐漸進(jìn)化產(chǎn)生大量結(jié)構(gòu)與功能多樣的小分子物質(zhì),其并不直接參與生物體生長發(fā)育,而被稱為“次生代謝產(chǎn)物”。目前就世界范圍而言,有超過30%治療疾病的藥物源自于這些能夠產(chǎn)生具有藥用價值次生代謝產(chǎn)物的藥用植物。如以藥用植物丹參為主要原料的復(fù)方丹參滴丸及以穿龍薯蕷為主要原料的地奧心血康膠囊在預(yù)防和治療心血管疾病方面均具有很好的療效。丹參為唇形科多年生草本植物,被廣泛用于治療炎癥及心血管疾病等。其水溶性酚酸類物質(zhì),被認(rèn)為是傳統(tǒng)中藥水煎劑的主要藥用成分,尤其是迷迭香酸及其衍生物均具有很好的藥用活性。近來研究表明,丹參中酚酸的生物合成途徑與其它研究中所報道的略有不同。而對此差異的分子基礎(chǔ)仍是未知,關(guān)于參與丹參酚酸生物合成途徑相關(guān)基因仍有待進(jìn)行全面系統(tǒng)分析。作為研究此復(fù)雜生物合成途徑的第一步,針對當(dāng)前丹參基因組對參與酚酸生物合成途徑相關(guān)基因進(jìn)行全面挖掘,共檢索到29個基因,19個基因完全基于本實(shí)驗室丹參基因組數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)。在這些基因中有15個基因被認(rèn)為是參與到苯丙烷途徑,7個基因參與到酪氨酸衍生途徑,6個基因編碼羥基肉桂酰轉(zhuǎn)移酶,以及一個CYP98A基因亞家族成員,其被命名為CYP98A78。進(jìn)而對這些基因的啟動子區(qū)域、基因結(jié)構(gòu)及表達(dá)模式等都分別進(jìn)行了分析,隨后對由這些基因推導(dǎo)而來的蛋白質(zhì)序列的保守結(jié)構(gòu)域和系統(tǒng)進(jìn)化關(guān)系也進(jìn)行了描述。包括4-香豆酸：CoA連接酶、4-羥基苯丙酮酸還原酶和羥基肉桂酰轉(zhuǎn)移酶在內(nèi)的大部分關(guān)鍵酶的編碼基因都發(fā)現(xiàn)在丹參基因組中存在多拷貝且具不同特性。經(jīng)系統(tǒng)分析發(fā)現(xiàn)其中有10個基因可能參與迷迭香酸的生物合成途徑。該結(jié)果為進(jìn)一步深入分析該復(fù)雜多樣的代謝通路提供基礎(chǔ),及利于使用遺傳學(xué)手段提高丹參水溶性藥用成分的合成,提高其產(chǎn)量。穿龍薯蕷為薯蕷科薯蕷屬多年生纏繞草本植物,其提取物被報道具有抗癌、抗肥胖等效果,藥用價值極高,近年來由于生境破壞及大量采挖導(dǎo)致資源驟減而被我國列為國家二級保護(hù)植物。其主要藥用成分薯蕷皂苷具有抗腫瘤、抗炎、降血脂、溶血等多種重要活性,且是目前合成甾體激素類藥物的主要原料,被譽(yù)為“藥用黃金”。然而,對于其生物合成途徑及該物種的基因信息仍知之甚少,對穿龍薯蕷基因數(shù)據(jù)的補(bǔ)充及薯蕷皂苷生物合成途徑相關(guān)基因的系統(tǒng)分析是深入研究該合成途徑的必經(jīng)之路。首先,使用包括以葉綠體基因組作為超級條形碼序列的DNA條形碼技術(shù)對穿龍薯蕷樣品進(jìn)行了分子鑒定。然后,結(jié)合流式細(xì)胞儀技術(shù)及初步測序數(shù)據(jù)估算的方法對穿龍薯蕷基因進(jìn)行評估,其大小約在500Mb,雜合度為1.02%。經(jīng)基因差異表達(dá)分析發(fā)現(xiàn)了482個于根中特異性高表達(dá)的基因,對其進(jìn)行GO功能富集分析發(fā)現(xiàn)其主要參與到脅迫響應(yīng)和轉(zhuǎn)錄調(diào)控等。根據(jù)預(yù)測的薯蕷皂苷生物合成途徑,發(fā)現(xiàn)18個基因可能與膽固醇的生物合成途徑相關(guān),其中有8個基因更適宜于作為候選基因用于進(jìn)一步的研究。同時注釋到182個P450候選基因,10個P450基因可能與薯蕷皂苷元的合成密切相關(guān)；還注釋到47個糖基轉(zhuǎn)移酶基因,9個在根中特異性高表達(dá),其中有4個基因可考慮選作下一步深入研究的候選基因。對極顯著差異表達(dá)的基因進(jìn)行共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建,共獲得15個模塊,對每個模塊都進(jìn)行了GO功能富集,對其功能進(jìn)行了初步探討,發(fā)現(xiàn)這些可能參與薯蕷皂苷合成途徑的基因分布在其中7個模塊中,對于其密切相關(guān)的基因進(jìn)行KEGG通路分析,獲得大量可能參與其調(diào)控或上游途徑的基因,以待進(jìn)一步深入探究。最后,對薯蕷皂苷合成的重要中間產(chǎn)物的含量進(jìn)行了測定,羊毛甾醇并未被檢出,與基因分析結(jié)果相一致。本研究結(jié)果對薯蕷屬植物的分子鑒定,基因組研究以及薯蕷皂苷生物合成途徑及其調(diào)控的深入探索提供了參考。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：Q943.2;S567
【目錄】：

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【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 姬郁林;何金濤;周清華;陳軍;李強(qiáng);朱江;劉紅雨;;丹參酮對人肺癌細(xì)胞株的抑制作用及其分子機(jī)理[J];中國肺癌雜志;2008年02期

2 汪濤;蔣慶華;彭佳杰;王亞東;;基因共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建及分析方法研究綜述[J];智能計算機(jī)與應(yīng)用;2014年06期

3 王銀燕,王浩;含化復(fù)方丹參滴丸與含化硝酸甘油治療心絞痛的比較[J];河南職工醫(yī)學(xué)院學(xué)報;2004年03期

4 郝大程;馬培;穆軍;陳士林;肖培根;彭勇;霍利;許利嘉;孫超;;中藥植物虎杖根的高通量轉(zhuǎn)錄組測序及轉(zhuǎn)錄組特性分析[J];中國科學(xué):生命科學(xué);2012年05期

5 李輝;倪晉仁;;薯蕷皂甙元的研究進(jìn)展[J];精細(xì)化工;2010年01期

6 趙焱;;丹參藥理作用的研究進(jìn)展[J];內(nèi)蒙古中醫(yī)藥;2008年11期

7 谷雨;谷巍;于淑蓮;;丹參藥理作用的研究進(jìn)展[J];人參研究;2007年01期

8 龐曉東,龐發(fā)忠,林耀庚,杜志偉;穿地龍的成分、藥理及臨床應(yīng)用[J];山西中醫(yī);2002年05期

9 聶凌鴻,林淑英,寧正祥;薯蕷屬植物中薯蕷皂苷元的研究進(jìn)展[J];中國生化藥物雜志;2004年05期

10 吳瓊;孫超;陳士林;羅紅梅;李瀅;孫永珍;牛云云;;轉(zhuǎn)錄組學(xué)在藥用植物研究中的應(yīng)用[J];世界科學(xué)技術(shù)(中醫(yī)藥現(xiàn)代化);2010年03期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 李文俊;李家儒;;茉莉酸甲酯對盾葉薯蕷離體培養(yǎng)物薯蕷皂素合成的影響[A];湖北省植物生理學(xué)會第十五次學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2007年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 張家勇;穿龍薯蕷（Dioscorea nipponica Mak.）水溶性成分的研究[D];沈陽藥科大學(xué);2007年

【共引文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李立華;張國升;;安徽皖南紅豆杉中紫杉醇和多糖的提取與含量測定[J];中醫(yī)藥臨床雜志;2010年05期

2 汪洪;;淺談藥用植物學(xué)與生藥學(xué)教學(xué)改革[J];安徽農(nóng)學(xué)通報;2008年19期

3 劉開慶;王定康;郭麗紅;陳雪;;不同培養(yǎng)基對三七花粉愈傷組織皂甙含量的影響[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2008年18期

4 胡冬南;柯國慶;王恒芬;范萬興;;激素對菘藍(lán)葉片組織培養(yǎng)的影響[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2009年17期

5 曾亮;孫芳;趙麗;;高職高專院�！端幱弥参飳W(xué)與生藥學(xué)》實(shí)驗教學(xué)改革實(shí)踐[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2010年18期

6 鄧寒霜;汪麥;胡帥;牟瓊;;激光照射對丹參愈傷組織中丹參酮Ⅱ_A含量的影響[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2010年28期

7 李淑如;潘永存;黃竹英;利幼;鄧喬華;;不同前茬作物對丹參產(chǎn)量與質(zhì)量的影響[J];現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技;2009年13期

8 劉米米;全曉東;白娟;;鄭州市藥用植物資源及其在園林綠化中的應(yīng)用[J];現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技;2012年06期

9 管延英,燕飛,楊小樓;發(fā)根農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化藥用植物研究進(jìn)展[J];保定師范�？茖W(xué)校學(xué)報;2003年02期

10 李紅;李永文;寇鳳仙;周彥珍;溫秀榮;;藿香植物組織培養(yǎng)技術(shù)研究[J];北方園藝;2007年09期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 孫霞;鄭成淑;王秀峰;邢世巖;束懷瑞;;菊花花芽分化期葉片和莖尖轉(zhuǎn)錄組表達(dá)分析[A];中國觀賞園藝研究進(jìn)展2011[C];2011年

2 范嗣剛;胡超群;文菁;張呂平;;糙刺參(Stichopus horrens)線粒體基因組及一種新的基因排列順序[A];培育生物產(chǎn)業(yè)，發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)——第五屆中國生物產(chǎn)業(yè)大會·2011基因科學(xué)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇會刊[C];2011年

3 譚圍;王中鐸;郭昱嵩;劉楚吾;劉麗;;四帶笛鯛線粒體基因組序列結(jié)構(gòu)及進(jìn)化[A];經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變與自主創(chuàng)新——第十二屆中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會年會（第三卷）[C];2010年

4 王康才;羅慶云;陳紅霞;;生長調(diào)節(jié)劑對丹參愈傷組織誘導(dǎo)及根芽分化的影響[A];中國科協(xié)第3屆青年學(xué)術(shù)年會園藝學(xué)衛(wèi)星會議暨中國園藝學(xué)會第2屆青年學(xué)術(shù)討論會論文集[C];1998年

5 高允生;曹廣超;王曉丹;齊永秀;朱玉云;;白花丹參水提物對小鼠耐缺氧能力的影響[A];山東省藥學(xué)會第一屆學(xué)術(shù)年會論文集（上）[C];2005年

6 倪梁紅;;江浙地區(qū)鼠尾草屬藥材資源調(diào)研[A];第一屆全國中藥商品學(xué)術(shù)大會論文集[C];2008年

7 王志芬;蘇學(xué)合;閆樹林;;丹參種子航天搭載的誘變效應(yīng)研究[A];第五屆核農(nóng)學(xué)青年科技工作者學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2006年

8 張逸;王磊;潘立群;;丹參促進(jìn)燒傷創(chuàng)面修復(fù)研究進(jìn)展[A];第十屆全國燒傷創(chuàng)瘍學(xué)術(shù)會議論文匯編[C];2008年

9 梁輝;王文棟;朱曉蘇;陶卉;徐麗;司馬楊虎;徐世清;;家蠶隱花色素基因Cry1與Cry2的表達(dá)譜與功能研究[A];2011年全國時間生物醫(yī)學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2011年

10 王文棟;束梅影;張達(dá)艷;司馬楊虎;徐世清;;家蠶晝夜節(jié)律生物鐘基因的克隆、進(jìn)化分析和基因網(wǎng)絡(luò)的整合[A];2011年全國時間生物醫(yī)學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2011年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 趙青;葡萄種質(zhì)資源根瘤蚜抗性差異及其與根系次生代謝物質(zhì)的關(guān)系[D];山東農(nóng)業(yè)大學(xué);2010年

2 陳東芳;刀豆愈傷組織建立及愈傷組織中刀豆氨酸的形成[D];安徽農(nóng)業(yè)大學(xué);2010年

3 孫健玲;半夏的快繁及誘導(dǎo)子對其愈傷組織總生物堿積累的影響[D];安徽農(nóng)業(yè)大學(xué);2010年

4 劉浩;蘿卜細(xì)胞系的建立及蘿卜硫素的提取與檢測[D];甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué);2010年

5 肖葵;柴胡寬胸湯治療冠心病不穩(wěn)定型心絞痛氣滯痰熱證的臨床研究[D];湖南中醫(yī)藥大學(xué);2010年

6 王賢軍;白花丹參葉對大鼠局灶性腦梗死的保護(hù)作用及其機(jī)制研究[D];泰山醫(yī)學(xué)院;2005年

7 王雷;盾葉薯蕷皂苷元制備新工藝研究[D];暨南大學(xué);2009年

8 郎濤;益氣化痰祛瘀湯治療老年慢性穩(wěn)定型心絞痛的臨床研究[D];山東中醫(yī)藥大學(xué);2010年

9 況麗琴;具有抗腫瘤活性的Solasodine結(jié)構(gòu)修飾研究[D];華東理工大學(xué);2011年

10 徐迅;冠心病、糖尿病腎病及乳腺癌相關(guān)基因的初步研究[D];華東理工大學(xué);2011年

【二級參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李永麗;周洲;李科友;;細(xì)胞培養(yǎng)生產(chǎn)藥用次生代謝物研究進(jìn)展[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2006年02期

2 余世春,琚小龍,段廣勛;丹參的化學(xué)成分和藥理活性研究概況(綜述)[J];安徽衛(wèi)生職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報;2002年02期

3 劉自林,王艷,許伏新;安徽省中藥材種植存在的問題及對策[J];安徽醫(yī)藥;2004年03期

4 張榮平,曾躍勤,和國元,羅天浩,遲程;薯蕷皂素含量的快速測定方法[J];中國醫(yī)藥學(xué)報;1998年04期

5 路洪順;穿山薯蕷的藥理作用及栽培技術(shù)[J];中國林副特產(chǎn);2001年02期

6 井趙斌;魏琳;俞靚;程積民;;轉(zhuǎn)錄組測序及其在牧草基因資源發(fā)掘中的應(yīng)用前景[J];草業(yè)科學(xué);2011年07期

7 盧寶偉;安鳳霞;樊銳鋒;胡寶忠;;分子生物學(xué)技術(shù)在藥用植物研究領(lǐng)域中的應(yīng)用[J];東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報;2005年06期

8 宋關(guān)玲,楊謙,高興喜,王琴,王巖;植物細(xì)胞培養(yǎng)中天然植物成分生產(chǎn)在工業(yè)上的應(yīng)用[J];東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報;2003年05期

9 李力,婁子洋,陳萬生,張衛(wèi)東,喬傳卓;不同產(chǎn)地丹參中3種丹參酮含量變異[J];第二軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報;2000年08期

10 胡湘春,魚紅閃,金鳳燮;穿山龍薯蕷皂苷的分離提純[J];大連輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報;2004年01期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 高珍;滸苔生理生態(tài)特性和轉(zhuǎn)錄組研究[D];甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué);2010年

2 馮玲玲;丹參組織培養(yǎng)的初步研究[D];華中師范大學(xué);2004年

3 劉學(xué)安;丹參組織培養(yǎng)技術(shù)研究及組培苗生產(chǎn)試驗[D];四川農(nóng)業(yè)大學(xué);2004年

4 王倩;HMGR基因表達(dá)載體構(gòu)建及其對丹參遺傳轉(zhuǎn)化的研究[D];陜西師范大學(xué);2005年

5 王麗娟;TaLea_3基因植物表達(dá)載體構(gòu)建及其對丹參遺傳轉(zhuǎn)化的研究[D];陜西師范大學(xué);2005年

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 劉冰;王元好;胡湘春;魚紅閃;金鳳燮;;微生物薯蕷皂苷糖苷酶的分離純化的研究[J];微生物學(xué)雜志;2005年06期

2 呂杰;金湘;毛培宏;;生物技術(shù)在薯蕷皂苷及其苷元生物合成中的應(yīng)用[J];生物技術(shù);2009年04期

3 昝麗霞;;高效液相色譜法-蒸發(fā)光散射檢測器測定盾葉薯蕷中薯蕷皂苷的含量[J];江西師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2007年01期

4 黃端華;王鳳英;童萍;張?zhí)m;;氣相色譜法測定重樓中薯蕷皂苷的水解產(chǎn)物[J];福州大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2009年01期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 周倩;姚廣濤;金若敏;;薯蕷皂苷的肝毒性作用[A];2013年（第三屆）中國藥物毒理學(xué)年會暨藥物非臨床安全性評價研究論壇論文摘要[C];2013年

2 周倩;姚廣濤;金若敏;;薯蕷皂苷的肝毒性作用[A];中國藥理學(xué)與毒理學(xué)雜志(2013年6月第27卷第3期)[C];2013年

3 張雁麗;卿晨;;天然薯蕷皂苷抗腫瘤作用的研究[A];中國藥理學(xué)會化療藥理專業(yè)委員會第九屆學(xué)術(shù)研討會論文摘要集[C];2008年

4 伊桐凝;于世家;高天舒;;薯蕷皂苷抑制高糖誘導(dǎo)下衰老的內(nèi)皮細(xì)胞中炎癥因子的表達(dá)[A];中華醫(yī)學(xué)會糖尿病學(xué)分會第十六次全國學(xué)術(shù)會議論文集[C];2012年

5 伊桐凝;于世家;高天舒;;薯蕷皂苷抑制高糖誘導(dǎo)下衰老的內(nèi)皮細(xì)胞炎癥因子的表達(dá)[A];中華醫(yī)學(xué)會第十一次全國內(nèi)分泌學(xué)學(xué)術(shù)會議論文匯編[C];2012年

6 劉欣;沈炳玲;魏星;康毅;;薯蕷皂苷對Ang Ⅱ誘導(dǎo)心肌細(xì)胞肥大及相關(guān)信號蛋白的影響[A];第七屆海峽兩岸心血管科學(xué)研討會論文集[C];2009年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 李柯;薯蕷皂苷和人參皂苷Rg3動物體內(nèi)藥物動力學(xué)研究[D];沈陽藥科大學(xué);2005年

2 汪波;丹參酚酸和薯蕷皂苷生物合成基因的挖掘與分析[D];北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院;2015年

3 郝爽;薯蕷皂苷對抗糖尿病心腦脂質(zhì)沉積和HMG-CoA還原酶mRNA表達(dá)升高的實(shí)驗研究[D];吉林大學(xué);2015年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 魏星;薯蕷皂苷保護(hù)缺血心肌的分子機(jī)制研究[D];天津醫(yī)科大學(xué);2009年

2 葛菁;薯蕷皂苷抗腫瘤作用體內(nèi)體外研究[D];吉林大學(xué);2009年

3 衛(wèi)永麗;薯蕷皂苷體外抗肺癌作用及分子機(jī)制的初步研究[D];大連醫(yī)科大學(xué);2013年

4 賈衍杰;薯蕷皂苷對TNF-α誘導(dǎo)的人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞炎癥的影響的研究[D];大連醫(yī)科大學(xué);2012年

5 肇小茗;薯蕷皂苷對撲熱息痛誘導(dǎo)肝損傷的保護(hù)作用研究[D];大連醫(yī)科大學(xué);2012年

6 郭衛(wèi)莉;薯蕷皂苷對氧化低密度脂蛋白誘導(dǎo)血管內(nèi)皮細(xì)胞凋亡的保護(hù)作用[D];天津醫(yī)科大學(xué);2011年

7 陳浩;薯蕷皂苷誘導(dǎo)人結(jié)腸癌HCT-116細(xì)胞凋亡及蛋白質(zhì)組機(jī)制研究[D];大連醫(yī)科大學(xué);2014年

8 李靜如;黃姜中薯蕷皂苷高效提取方法研究[D];河南大學(xué);2012年

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