三七皂苷合成取得進(jìn)展

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來(lái)源：昆明植物所

2019-03-03

三七（Panax notoginseng）隸屬于五加科人參屬，是中國(guó)特有的一種傳統(tǒng)名貴中草藥，也是云南最重要的大宗藥材之一。其主要的活性成分為三七總皂苷，具有較好的抗炎、抗腫瘤、抗動(dòng)脈粥樣硬化和降血壓、降血糖等藥理活性。

三七（Panax notoginseng）隸屬于五加科人參屬，是中國(guó)特有的一種傳統(tǒng)名貴中草藥，也是云南最重要的大宗藥材之一。其主要的活性成分為三七總皂苷，具有較好的抗炎、抗腫瘤、抗動(dòng)脈粥樣硬化和降血壓、降血糖等藥理活性。三七總皂苷在三七根中的含量較低，通常需要三年或以上的種植時(shí)間來(lái)積累，這也是生產(chǎn)上三七需要生長(zhǎng)到三年才能達(dá)到采收要求的原因。但是這種三七總皂苷的積累隨著生長(zhǎng)年限的增加而增加的分子機(jī)理不清楚；而且，目前對(duì)三七皂苷合成酶基因的了解也較少，極大地限制了三七皂苷生物合成的研究。

中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所功能基因組學(xué)與利用團(tuán)隊(duì)吳勁松課題組聯(lián)合云南農(nóng)業(yè)大學(xué)朱書(shū)生團(tuán)隊(duì)，利用分析化學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)和分子生物學(xué)深入分析了一年生和三年生三七總皂苷合成的特點(diǎn)。研究結(jié)果表明：三七皂苷R1， Rb1， Rg1在三年生三七根中的含量較高，是一年生根中含量的八倍多；與此對(duì)應(yīng)的，皂苷的合成酶基因鯊烯氧化酶、達(dá)瑪烯二醇合成酶以及P450 單加氧酶（CYP716A53V2-like）的表達(dá)水平在三年生三七中均顯著提高。同時(shí)轉(zhuǎn)錄組的數(shù)據(jù)還表明，三年生三七的初級(jí)產(chǎn)物合成和代謝能力降低了，而次級(jí)產(chǎn)物合成和代謝的能力提高了。最后，該研究還克隆了三七中的達(dá)瑪烯二醇及原人參二醇可能的合酶基因，通過(guò)基因轉(zhuǎn)化的方法，驗(yàn)證了它們的功能，并獲得了高產(chǎn)達(dá)瑪烯二醇和原人參二醇的栽培煙草。

該研究初步揭示了三年生三七中的皂苷含量較高的分子機(jī)理，為下一步高產(chǎn)三七皂苷的生物工程合成奠定了基礎(chǔ)。該研究以Transcriptome analysis of 1- and 3-year-old Panax notoginseng roots and functional characterization of saponin biosynthetic genes DS and CYP716A47-like 為題目，發(fā)表于植物學(xué)期刊Planta。李建和馬嵐為該研究的共同第一作者，吳勁松為通訊作者。該研究是在云南省重大科技專(zhuān)項(xiàng)（No.2016ZF001）的資助下完成的。

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