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研究方向:榄香烯类原药材温郁金品种改良和优育
【来源: 日期:2018-11-10 23:12:00 点击:

榄香烯类抗癌中药研究重点实验室

研究方向四:榄香烯类原药材温郁金品种改良和优育

主要研究内容:

(1) 温郁金倍半萜类抗癌成分β-榄香烯天然合成途径路线的阐明

根据植物萜类天然生物合成途径的保守性以及β-榄香烯生物转化研究结果,推导出β-榄香烯的天然合成途径路线。通过合成途径中催化反应相关条件与性质研究,验证相应酶蛋白的催化功能,阐明乙酰CoA到吉马烯A再转化成β-榄香烯的天然生物合成途径,并确定其关键限速步骤。在此基础上,通过三维分子结构建模和分子改造来提高催化效率与催化专一性。

(2) 吉马烯A(榄香烯前体)在微生物细胞中生物合成途径的优化及β-榄香烯的半生物合成路线的建立

构建吉马烯A的微生物细胞生物合成途径。将吉马烯A合酶基因整合到微生物细胞中,促进吉马烯A的高效转化,研究团队已构建完成吉马烯A的微生物细胞异源生物合成途径。在此基础上,分析引入各基因前后前体合成速率的变化,以及宿主菌生长速率变化规律,优化条件提高吉马烯A的产量。研究β-榄香烯的半生物合成路线,包括吉马烯A的微生物异源合成,吉马烯A的分离提取和体外分子重排转化β-榄香烯,优化条件提高吉马烯A的提取率与转化率。

(3) 郁金毛状根的高效诱导体系构建

毛状根生长迅速,在培养过程中不需加激素;遗传性能稳定,生化特性不易改变;而且产生次生代谢产物能力强,因此是用来生产榄香烯原料,避免郁金品种退化,解决繁种速度慢,单产水平低等问题的有效方法。探索郁金的高效诱导毛状根体系和条件,为单子叶植物的毛状根诱导提供技术参考和借鉴。

(4) 温郁金高产榄香烯植株的改造和选育

    β-榄香烯天然合成途径中的限速酶基因转入温郁金胚性细胞(或毛状根)中,增加其自身基因的拷贝数,可以促进前体FPP进一步环化生成目标产物,减少其它的萜类化合物的分流,从而提高榄香烯的最终产量,再通过细胞再生技术就可以获得温郁金的改良植株。