导读:本文包含了萜类生物合成论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:化学防御,紫茎泽兰,倍半萜,杜松烯
萜类生物合成论文文献综述
刘燕,骆世洪,华娟,李德森,黎胜红[1]（2019）在《入侵植物紫茎泽兰中杜松烯等倍半萜类防御物质及其生物合成研究》一文中研究指出外来入侵植物紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum Spreng)是我国面临的重大生态灾害物种之一,严重破坏了我国大部分地区的生物多样性。该植物之所以难以彻底防治,除了因为它本身具有强大的繁殖力、旺盛的生命力和广泛的生态适应性外,还与其成功的化学防御有密切的关系。紫茎泽兰含有丰富的次生代谢产物,特别是萜类和酚类化合物,它们都是潜在可能的防御性物质。我们采用GC-MS和HPLC技术分别分析了机械损伤、病原菌侵染、昆虫取食后,紫茎泽兰中挥发性和非挥发性次生代谢产物的变化。结果发现未被诱导植物释放的挥发性次生代谢产物比较少,主要为脂肪类化合物。机械损伤诱导紫茎泽兰叶片后,大量的挥发性次生代谢产物被释放出来,主要为倍半萜类化合物,占总挥发物的56.0%,其中杜松烯类倍半萜amorph-4-en-7-ol为总挥发物的11.6%。紫茎泽兰叶片在被链格孢菌侵染和棉铃虫取食诱导后,释放的挥发性次生代谢产物种类与机械损伤诱导较为相似,同样以倍半萜类成分为主,分别占72.6%和63.6%。此外,紫茎泽兰叶片在被机械损伤、链格孢菌侵染和棉铃虫取食诱导后,4个非挥发性化合物含量发生了明显变化。进一步通过跟踪分离结合NMR技术鉴定这4个化合物为杜松烯类倍半萜9-oxo-10,11-dehydroageraphorone、2,7-deoxo-3,4,6,11-tetradehydrocadinanene、9-oxo-ageraphorone和9β-hydroxy-ageraphorone。对部分挥发性倍半萜和4个非挥发性倍半萜进行了棉铃虫的拒食活性研究,发现这些化合物对棉铃虫均具有明显的拒食活性,EC50为2.52～9.18μg/cm2,表明杜松烯类等倍半萜是紫茎泽兰的主要化学防御物质。另外,我们从紫茎泽兰中克隆并功能鉴定了3个倍半萜合酶EaTPS1-3,其中EaTPS1的酶活产物通过萜类代谢途径改造的大肠杆菌工程细胞发酵液分离并利用NMR技术鉴定为amorpha-4,7(11)-diene,EaTPS2的酶活产物为(E)-α-bergamotene,(Z)-β-farnesene,γ-curcumene和β-sesquiphellandrene,而EaTPS3被鉴定为(E)-nerolidol合酶。q RT-PCR分析发现EaTPS1在嫩茎和叶中的表达量较高,而GC-MS分析发现amorpha-4,7(11)-diene主要积累在花和花芽中,推测嫩茎和叶中的amorpha-4,7(11)-diene可能被迅速转化为下游的杜松烯类倍半萜。EaTPS2主要在嫩茎中表达,EaTPS3主要在花中表达。进一步在本氏烟草(Nicotiana benthamiana)中瞬时表达EaTPS1,结果发现转基因烟草除了能够合成amorpha-4,7(11)-diene外,还产生了另一个化合物,通过跟踪分离及NMR技术鉴定其结构为amorph-4-en-7-ol,推测EaTPS1在烟草中可能具有合成amorpha-4,7(11)-diene和amorph-4-en-7-ol的功能,或者EaTPS1的产物amorpha-4,7(11)-diene可能被烟草中的氧化酶进一步氧化成amorph-4-en-7-ol。拒食活性分析发现,瞬时表达EaTPS1烟草叶片的拒食率为对照组的37.31±7.4%,且化合物amorpha-4,7(11)-diene和amorph-4-en-7-ol的EC50分别为4.28和4.10μg/cm2。该研究结果表明EaTPS1参与紫茎泽兰中杜松烯类倍半萜防御物质的生物合成,从化学水平和分子水平揭示了紫茎泽兰的防御机制,为紫茎泽兰的综合防治和利用提供了科学依据。(本文来源于《中国第九届植物化感作用学术研讨会论文摘要集》期刊2019-09-19）
余翠翠,魏建和[2]（2019）在《环境因子对植物萜类化合物生物合成的影响研究进展》一文中研究指出植物在应对不同环境胁迫时会做出不同的应对措施,其中一种常见的方式是产生次生代谢产物。萜类化合物为植物次生代谢产物中种类最多、结构最复杂的一类化合物,几乎存在于所有植物中,发挥着重要的生物功能,很多具有显着的药理活性,如免疫调节、抗肿瘤、降血脂、保肝等。该文对近年来国内外有关环境温度、紫外线辐射、光照、干旱、臭氧及植物生长发育阶段等环境因素对植物萜类化合物合成影响的研究进展进行综述,探究植物萜类化合物受环境因子影响产生应激反应的一般性规律。(本文来源于《西北植物学报》期刊2019年09期）
张华北[3]（2019）在《半枝莲、夏枯草萜类生物合成相关基因的鉴定及功能研究》一文中研究指出半枝莲Scutella barbata 和夏枯草Prunella vulgaris属于唇形科植物。半枝莲是一种重要的药用植物,广泛应用于中国、韩国、印度等亚洲国家。新克罗烷型二萜类化合物是半枝莲中主要的活性成分,对多种癌细胞具有良好的细胞毒性。夏枯草是唇形科分布最广泛的物种,是一种常用的中药材及草药制剂。叁萜类化合物是夏枯草的主要活性成分。本论文通过对半枝莲和夏枯草不同组织进行Illumina测序及分析,系统克隆萜类化合物生物合成途径中的基因,并对部分二萜合酶基因进行了功能鉴定,为唇形科植物萜类化合物多样性的产生机制以及特定萜类化合物的生物合成途径研究奠定了基础。主要研究结果如下:1、首先对半枝莲和夏枯草的不同组织进行转录组测序及组装。提取半枝莲的根(BZLR)、茎叶(BZLS)、花(BZLF)叁个组织的RNA;夏枯草的根(XKCR)、茎叶(XKCS)、花穗(XKCF)以及未成熟的种子(XKCZ)四个组织的RNA。每个组织分别进行两次重复。将半枝莲中121,958,564条clean RNA-sequence reads 组装成 88,980 个转录本,共计 52,211 个 unigenes。unigenes平均长度为1370 nt,N50长度为2144 nt;夏枯草中121,809,359条clean RNA-sequence reads 组装成 108,672 个转录本,共计 57,985 个 unigenes。Unigene 平均长度为1,120 nt,N50长度为1,843 nt。通过搜索常用公共数据库如Swiss-Prot、TrEMBL、Pfam(HMM)、Gene Ontology 和 KEGG 等,结果半枝莲中有36659 个 unigenes(70.23%),夏枯草中有 33323 个 unigenes(54.47%)得到了注释。2、利用NCBI公共数据库和丹参、拟南芥等已知基因序列系统鉴定参与半枝莲和夏枯草中萜类backbone生物合成的基因。半枝莲和夏枯草分别注释71个unigenes和53个unigenes。共计鉴定33个基因(32个具有全长cDNA)和35个(35个具有全长cDNA)分别参与半枝莲和夏枯草中萜类backbone的生物合成。对照丹参全基因组鉴定的backbone基因,我们鉴定了半枝莲和夏枯草中全部17个参与萜类backbone生物合成的基因家族。包括MVA途径的AACT,HMGS,HMGR,MVK,PMK,MDD 基因;MEP 途径的 DXS,DXR,MCT,CMK,MDS,HDS,HDR和 IDI,IPK基因;异戊烯转移酶 FPPS,GGPPS,GPPS.SSU基因。发现10个基因家族在叁个物种中非常保守,分别为AACT,HMGS,MK,PMK,MDD,DXS,DXR,MCT,CMK 和 MDS。而另外 7 个基因家族,则在不同物种中表现出一定程度的扩张和收缩。如HMGR基因家族在夏枯草和丹参中均有4个基因,而在半枝莲中只有3个。DXS在半枝莲和丹参中均有5个基因,而在夏枯草中有6个,以及IDI,FPPS,HDR和GGPPS基因家族均略有差异。3、在半枝莲和夏枯草中分别鉴定了 14个和17个萜类合酶基因。通过聚类分析显示半枝莲和夏枯草中分别有1个和2个基因属于TPS-b基因家族,推测参与单萜的生物合成。分别有5个和9个基因属于TPS-a基因家族,推测参与半枝莲和夏枯草中倍半萜的生物合成。半枝莲和夏枯草中分别有8个和6个二萜合酶基因。由于夏枯草富含叁萜类化合物,因此对夏枯草中的叁萜合成相关基因进行了鉴定。共计鉴定了9个基因,包括2个角鲨烯合成酶(SQS),2个角鲨烯单加氧酶(SM),以及5个氧化角鲨烯环化酶(OSC)。OSC基因家族负责多样化的叁萜骨架形成,聚类分析显示PvOSC2,PvOSC3以及半枝莲的SbOSC2与人参中的达玛烷型dammarenediol II合酶聚为一类,后者参与人参中的人参皂甙的生物合成,推测该类OSC基因在唇形科中也普遍存在,其催化功能值得进一步探索。为进一步揭示上述萜类生物合成相关基因可能的生物学功能以及它们之间的关系,我们分别对半枝莲和夏枯草的表达谱数据进行基于log-2转化的FPKM值的聚类分析。结果表明,半枝莲的二萜合酶基因TPS8,TPS2以及HMGR3主要在根和花中高表达。DXP途径中的基因在不同组织均表现出高水平的表达,这与二萜类化合物主要通过DXP途径合成的认知相符。DXS1和二萜合酶基因TPS11特异地在地上部分的茎叶中高表达,因此,该基因有可能参与半枝莲中新克罗烷型二萜化合物的生物合成。单萜和倍半萜合酶在不同组织中均具有较低的表达水平。因此,二萜类生物合成途径在半枝莲中占有优势地位。发现夏枯草中高表达的基因主要来源于MVA途径,如HMGR1,HMGR3,IDI1,AACT1,FPPS1,及HMGS与叁萜合酶相关基因SQS1,OSC2和OSC3,这也与叁萜合成主要来源于MVA途径和夏枯草富含叁萜类化合物的报道一致。4、对半枝莲和夏枯草中二萜合酶基因的克隆和体外功能鉴定研究。从半枝莲和夏枯草根cDNA中分别克隆到3个和2个二萜合酶基因,其序列与转录组组装序列一致。SbTPS8,SbTPS9和SbTPS12的cDNA长度分别为2793bp,2690bp 和 3102bp,蛋白长度分别为 803aa,810aa 和 594aa;PvTPS14 和PvTPS16的CDNA长度分别为2403bp和1785bp,蛋白长度分别为800aa和593aa。SbTPS8,SbTPS9和PvTPS14具有保守的结构域是DxDD结构与,为Class Ⅱ二萜合酶。SbTPS12和PvTPS16具有保守的DDxxD结构域,为Class I二萜合酶。将半枝莲,夏枯草与唇形科中52个已知功能二萜合酶进行系统进化树分析显示,SbTPS9,PvTPS15与参与ent-CPP形成的二萜合酶聚为一类。SbTPS8和PvTPS14与唇形科中特化的CPP/LDPP合酶聚类。进一步大肠杆菌原核表达发现SbTPS8,SbTPS9,SbTPS12重组蛋白可溶性好,纯化后目的蛋白的条带大小与预测的一致。而PvTPS14和PvTPS在相同条件下可溶蛋白表达量低。对其诱导温度及纯化条件进行优化,依然没有得到可溶性目的蛋白。以GGPP为底物,将纯化后的pET32-CPS重组蛋白分别与丹参的SmKSL1和拟南芥中的AtKS进行体外酶促反应。SmKSL1特异作用于normal-CPP,而AtKS特异作用于ent-CPP。结果表明,SbTPS8只与SmKSL1共催化,产物与丹参中SmCPSl(normal-CPP合酶)和SmKSL1共催化产物一致,为miltiradiene,确定其为normal-CPP合酶。SbTPS9只与AtKS共催化,产物与丹参中SmCPS5(ent-CPP合酶)和AtKS共催化产物一致,为ent-kaurene,因此确定SbTPS9为ent-CPP合酶。SbTPS12与SbTPS8共催化产生miltiradiene,确定SbTPS12为miltiradiene合酶。体外验证PvTPS 14和PvTPS 16无明显的稳定活性。5、利用高产GGPP的大肠杆菌工程菌体系验证Class I二萜合酶的底物杂泛性的研究。首先利用南欧丹参Salvia sclarea的香紫苏醇合酶(SsSS)来验证己报道大肠杆菌工程菌体系的重复性和稳定性。SsSS分别与12种class Ⅱ型二萜合酶共同发酵,结果SsSS与9种二萜合酶共同发酵能检测到明显的与文献报道一致的产物,而与CLPP(12)和ent-CLPP(13)共同发酵的产物量低。由于terpentedienyl diphosphate(9)载体的抗性特殊,不便于高通量操作,因此,本实验利用该体系测试了SbTPS12和PvTPS16与11种class II型二萜合酶的反应情况。结果表明,SbTPS12可以与两种类型的底物反应,SbTPS12与Copaly1 diphosphate(3)共催化产物为miltiradiene;SbTPS12与ent-kolavenyl diphosphate(12)共催化产物为ent-kaurene。PvTPS16可以与四种类型的底物反应,与Copalyl diphosphate(3)和8α-hydroxy-CPP(7)的产物为miltiradiene。与endo-CPP(6)共催化的产物推测为 13R-(+)-manoyl oxide。说明 SbTPS12,PvTPS16具有不同程度的底物杂泛性,不同的KSL可以催化的底物类型是不同的。综上,本研究利用Illumina测序、数字表达谱、大肠杆菌体外酶促鉴定及大肠杆菌工程菌等体系对半枝莲、夏枯草中参与萜类生物合成的相关基因进行了系统鉴定和分析。半枝莲DXP途径基因的高水平表达,二萜合酶基因的扩张以及在根、地上部分的不同表达模式,推测二萜类生物合成途径为半枝莲的优势生物合成途径。而夏枯草中MVA途径以及叁萜生物合成的一系列酶基因在不同组织呈现较高表达,从而推测叁萜生物合成途径为夏枯草中的优势生物合成途径。4个二萜合酶基因功能的鉴定和底物杂泛性的研究,明确了相关基因的功能及其催化反应特性。这些结果使我们对半枝莲和夏枯草的萜类生物合成有了全面的认识,从分子水平上阐释了半枝莲和夏枯草中萜类化合物多样性的成因,并为通过基因工程技术提高萜类化合物产量奠定了基础。(本文来源于《中国中医科学院》期刊2019-05-31）
苏平[4]（2019）在《雷公藤甲素生物合成萜类合酶及CYP450基因克隆及功能研究》一文中研究指出雷公藤甲素(triptolide)被公认为雷公藤(Tripterygium wilordii Hook.f.)中主要活性成分之一,研究表明雷公藤甲素具有明显的抗炎、免疫抑制、抗肿瘤等重要生物活性,并对治疗中枢神经系统疾病(如帕金森、老年痴呆症等)展现出潜在的药用价值;雷公藤甲素已成为下一个“blockbuster”药物的先导化合物之一,且多个雷公藤甲素衍生物已进入临床研究阶段。目前活性成分雷公藤甲素主要来源于:(1)化学合成,(2)从雷公藤植株中提取分离;因其结构复杂含多个手性中心,化学合成工艺繁琐,雷公藤甲素产率较低,且其在雷公藤植株中含量极低,植株生长缓慢,雷公藤甲素得率也较低:以上两种获取方式难以满足大量的商业需求,特别是雷公藤甲素及其衍生物成药后的产业化需求;因此,亟需发展新的策略与技术来获取雷公藤甲素等天然活性产物。近年来,随着合成生物学技术在紫杉醇、青蒿素和丹参酮等研究及生.产中的成功应用,表明利用合成生物学技术设计和改造微生物菌株来生产天然活性产物已经成为一种极具潜力的获取新方法。中药活性成分则是中药资源的药效物质基础,其形成是植物次生代谢途径中特有功能基因群共同调控的产物;因此本研究的目的在于:通过发掘调控雷公藤甲素生物合成的关键功能基因群,解析其生物合成途径,进而利用合成生物学技术设计和改造微生物菌株来高效生产雷公藤甲素及其衍生物。本课题组前期利用组织培养技术建立了稳定可控的雷公藤悬浮细胞培养体系,并已完成雷公藤悬浮细胞转录组深度测序分析,解析了雷公藤甲素上游生物合成途径,克隆鉴定了4个二萜合酶(TwCPS1、TwCPS2、TwCPS3、TwKS),证实 TwCPS1 催化 GGPP形成(+)-CPP,TwCPS2无生物活性,TwCPS3催化GGPP形成ent-CPP,TwKS催化ent-CPP形成16α-hydroxy-ent-kaurane和ent-kaurene;然而雷公藤甲素的二萜烯中间体结构还未确定,且催化(+)-CPP形成松香烷型二萜烯中间体的关键酶基因也未鉴定。因此,本研究在推动雷公藤甲素生物合成途径的解析进程中亟待解决两个难点:(1)明确雷公藤甲素二萜烯中间体结构,(2)明确催化雷公藤甲素二萜烯中间体形成的关键酶基因。为此本研究采用UPLC/Q-TOFMS表征了雷公藤悬浮细胞及培养基、植株不同组织部位之间的代谢物差异,并利用GC-MS在雷公藤悬浮细胞中检测到松香烷型二萜烯miltiradiene,通过底物饲喂实验证实miltiradiene为雷公藤甲素二萜烯中间体化合物:基于此,进一步筛选到萜类合酶基因TwMS,其编码蛋白催化(+)-CPP形成miltiradiene,成功揭示了雷公藤甲素从线性GGPP环化成松香烷型二萜烯中间体miltiradiene的生物过程。为进一步解析雷公藤甲素生物合成途径中CYP450参与的下游修饰过程,首先克隆并表征了雷公藤中4条NADPH-细胞色素P450还原酶基因;在此基础上,通过基因组学、代谢组学和转录组学的整合分析,构建“CYP450基因-代谢物”的调控网络图,筛选与雷公藤甲素积累呈正相关的32条候选CYP450基因,结合不同组织部分转录组分析,挑选出雷公藤根中高表达的10条CYP450基因,利用基因枪介导遗传转化技术对上述10条候选CYP450基因进行干扰表达,在CYP728B70,TW011445.1,TW012149.1,TW006625.1干扰细胞系中,基因表达水平及雷公藤甲素含量均显着下调,经酵母工程菌体系成功鉴定了雷公藤甲素生物合成途径上首个CYP450基因(CYP728B70),体外酶促研究证实其具备连续两步氧化雷公藤甲素二萜烯miltiradiene或abietatriene(miltiradiene自氧化产物)形成相应羧酸产物的生物学功能,并进一步构建酵母工程菌,大量发酵富集产物,制备纯化,进行高分辨质谱以及1H-NMR和13C-NMR鉴定产物结构,成功解析了雷公藤甲素生物合成途径下游两步修饰过程,为雷公藤甲素生物合成途径全解析及其合成生物学生产奠定基础。主要研究结果如下:1.明确雷公藤甲素二萜烯中间体结构采用UPLC/Q-TOF MS检测并比较雷公藤悬浮细胞及培养基、植株不同组织部位之间的代谢物差异,表明雷公藤悬浮细胞选择性地富集雷公藤甲素和雷公藤红素,进一步佐证其可用于解析雷公藤甲素生物合成途径;利用GC-MS检测到雷公藤悬浮细胞中含有松香烷型二萜烯miltiradiene,并通过miltiradiene饲喂悬浮细胞,发现雷公藤甲素累积量相对于对照组显着增加,证实miltiradiene为雷公藤甲素二萜烯中间体化合物。2.筛选出调控雷公藤甲素二萜烯中间体形成的关键候选酶基因深入挖掘雷公藤转录组数据,获得二萜合酶基因TwCPS4、TwKSL1全长序列;利用丹参SmMS氨基酸序列作为query序列,与雷公藤悬浮细胞转录组序列进行比对获得单萜合酶基因TwMS,生物信息学分析表明:TwCPS4,其N端有‘DxDD'结构功能域,与TwCPS1聚为一类,推测其具有催化GGPP质子化并环化成(+)-CPP的功能;TwKSL1,其C端有‘DDxxD’结构功能域,与TwKS聚为一类,推测其具有催化ent-CPP去磷酸化并环化成二萜烯的功能;TwMS与TwTPS27聚为一类,推测其具有催化(+)-CPP去磷酸化并环化成miltiradiene的功能。3.揭示了雷公藤甲素从线性GGPP环化成松香烷型二萜烯中间体的生物过程克隆得到2条可能参与miltiradiene合成的萜类合酶TwCPS4、TwMS,及1条调控未知二萜烯合成的萜类合酶TwKSL1,异源表达及体外功能表征证实TwCPS4 催化 GGPP 形成(+)-CPP,TwKSL1 催化 ent-CPP 形成ent-pimara-8(14),15-diene、8α-hydroxy-ent-pimar-15-ene、ent-kaurene,TwMS 催化(+)-CPP 形成 miltiradiene;进一步表征 TwCPS1、TwCPS4、TwMS 的体内生物学功能,成功揭示了雷公藤甲素从线性GGPP环化成松香烷型二萜烯中间体miltiradiene的生物过程,本研究推动了雷公藤甲素生物合成途径的解析进程,并为下游合成途径CYP450基因研究奠定基础。4.雷公藤NADPH-细胞色素P450还原酶基因克隆及功能研究深入挖掘雷公藤转录组数据,筛选并克隆得到4条NADPH-细胞色素P450还原酶基因,成功构建原核表达载体HIS-MBP-pET28a,并诱导出可溶性蛋白,体外酶活表征显示4个CPR的酶活性(即供电子能力)基本相同;进一步与已知功能的雷公藤贝壳杉烯氧化酶(TwKO)共转化酵母工程菌,发现TwKO与CPR3 组合时,ent-kaurenoic acid、16α-hydroxy-ent-kaurenoic acid 的产量相对较高,表明CPR3具有更高效的供电子能力,推测CPR3更适合应用于雷公藤中其他CYP450单加氧酶的功能研究。5.成功鉴定了雷公藤甲素生物合成途径中首个CYP450基因,解析了雷公藤甲素从miltiradiene氧化成dehydroabietic acid的生物过程整合基因组学、代谢组学和转录组学数据,构建“CYP450基因-代谢物”的调控网络图,筛选出与雷公藤甲素积累呈正相关的32条候选CYP450基因,结合不同组织部分转录组分析,挑选出雷公藤根中高表达的10条CYP450基因;利用基因枪介导遗传转化技术对上述10条候选CYP450基因进行干扰表达,在CYP728B70,TW011445.1,TW012149.1,TW006625.1 干扰细胞系中，基因表达水平及雷公藤甲素含量均显着下调,结合CYP728B70的功能注释信息,推测其可能参与雷公藤二萜烯中间体miltiradiene的氧化反应;经酵母工程菌体系确认CYP728B70能够催化miltiradiene形成新的产物,进而通过大量发酵、产物制备分离纯化、高分辨质谱以及1H-NMR和13C-NMR鉴定其产物结构,即8,12-abietadienol、dehydroabietinol、8,12-abietadienoic acid、dehydroabietic acid;利用底物饲喂明确了 CYP728B70催化过程,成功解析了雷公藤甲素从miltiradiene氧化成dehydroabietic acid的生物过程;借助基因枪介导转化在雷公藤悬浮细胞中过表达CYP728B70酶基因,进一步表征了 CYP728B70在雷公藤甲素合成过程中的调控作用。综上所述,本研究综合运用了前体底物饲喂、基因克隆及异源表达、体外酶促反应、酵母工程菌、制备产物分离纯化、基因枪介导转化的干扰及过表达等技术对雷公藤中雷公藤甲素生物合成途径进行解析。本研究成功揭示了雷公藤甲素从线性GGPP环化成松香烷型二萜烯中间体miltiradiene的生物过程,并进一步鉴定了雷公藤甲素生物合成途径首个CYP450基因(CYP728B70),证实其完成连续两步氧化反应,即氧化二萜烯中间体miltiradiene(或abietatriene)形成8,12-abietadienol(或 dehydroabietinol)并进一步氧化生成 8,12-abietadienoic acid(或dehydroabietic acid)的生物学功能。以上研究成功解析了雷公藤甲素生物合成途径中从线性GGPP至dehydroabietic acid四步催化过程,为雷公藤甲素生物合成途径全解析及其合成生物学生产奠定基础。(本文来源于《中国中医科学院》期刊2019-05-30）
苏文炳,蒋园园,白昀鹭,甘小清,刘月学[5]（2019）在《转录因子调控植物萜类化合物生物合成研究进展》一文中研究指出植物叁萜酸等萜类化合物具有抗炎、抗氧化、抑制肿瘤细胞增殖等生物活性,在医药、化妆品、食品等等领域应用广泛,但萜类化合物的生物合成调控机制尚未明确。本文重点综述近年来植物萜类化合物生物合成相关转录因子和调控机制的研究进展,为进一步阐明萜类代谢的转录调控网络提供参考。(本文来源于《农业生物技术学报》期刊2019年05期）
黄辰昊[6]（2019）在《穿心莲的中药资源鉴定及其萜类生物合成相关的WRKY TF家族基因的克隆与表达》一文中研究指出穿心莲(学名:Andrographis paniculata(Burm.f.)Nees),又名春莲秋柳、一见喜;被子植物门,爵床科,穿心莲属,一年生草本植物,具有广泛的地理分布。越来越多的研究表明它可以抑制动脉粥样硬化,治疗高血压、糖尿病和肿瘤,并已用于治疗发烧、感冒、炎症和其他传染病,穿心莲内酯是其代表性萜类产物。穿心莲中成药在药房出售之前都要经过传统的加工程序,如蒸煮和破碎;因此很难对其进行正确鉴定。而本研究中开发的mini-barcode是一个很好的解决方案。转录因子是植物特有调节基因,研究表明WRKY转录因子家族广泛参与到萜类次生代谢途径中,本研究基于穿心莲转录组数据并结合生物信息学,挖掘出穿心莲萜类代谢途径中重要WRKY转录因子基因,并对其进行表达分析。本研究取得如下结果:1.mini-barcode在穿心莲中成药鉴定方面的应用在本研究中,收集了17个穿心莲样品和29个加工样品。基于ITS2序列,设计了110bp长度的分子标记,引物为XH1F/R。该序列在穿心莲中是高度保守和特异的。然后,我们使用新引物从加工样品中扩增穿心莲DNA特征区域,发现其检测范围要大于ITS2F/3R,可得出结论,这个110bp的分子标记可以对穿心莲中成药进行更有效的鉴定,拓宽了DNA条形码在中成药鉴定方面的应用。2.穿心莲萜类代谢途径中关键WRKY转录因子基因的发掘、分析本研究通过茉莉酸甲酯诱导穿心莲小苗,通过转录组测序及生信分析找出跟随穿心莲内酯上调的WRKY转录因子家族基因,克隆出四个目标基因:APWRKY9、APWRKY19、APWRKY36、APWRKY58。对所克隆的目标基因在穿心莲各组织器官中的表达量进行qRT-PCR分析,确认WRKY基因的表达模型为组织差异表达。筛选出两个基因(WRKY19,WRKY36)进行转基因烟草实验,获得了3个转基因烟草植株(包含CK),后对转基因烟草进行分子检测,qRTPCR检测结果显示转基因烟草材料中目的基因(APWRKY19、APWRKY36),与对照组相比相对表达量显着上调;其次对烟草萜类合成路径上的基因(NtCPS2与NtABS)进行qRT-PCR检测,结果发现APWRKY19转基因烟草中的NtCPS2基因有显着上调(P<0.05);其余均没有明显的变化。推测APWRKY19可能在植物萜类的合成途径中起到正调控作用。通过该结果以期进一步揭示WRKY转录因子与萜类合成途径在次生代谢调控层面上的分子机制,为萜类有效成分的合成机制的阐明提供理论基础。(本文来源于《淮北师范大学》期刊2019-05-01）
宗朕,程磊,陈卓静,王磊,汪超[7]（2018）在《食品用萜类化合物的生物合成研究进展》一文中研究指出萜类化合物在食品中有重要的应用,可用作香精香料、甜味剂、营养强化剂等,作为一类天然添加剂而受到人们的青睐。生物合成法作为萜类化合物合成中最具发展潜力的方法而备受关注。该文从萜类化合物在食品中的应用,萜类化合物生物合成途径,微生物合成萜类化合物的研究进展叁方面进行介绍,旨在为生物合成食品用萜类化合物的研究提供参考。(本文来源于《中国酿造》期刊2018年09期）
宋雅迪,赵瑜君,陈上,胡添源,张睿[8]（2018）在《雷公藤MCT基因RNAi对雷公藤萜类活性成分生物合成的影响》一文中研究指出MCT是萜类生物合成MEP途径上重要的关键酶,本研究利用Gateway克隆重组技术构建TwMCT基因的RNAi表达载体,得到了大小为484 bp的载体片段。通过基因枪技术将TwMCT RNAi载体转入到雷公藤悬浮细胞。采用UPLC测定雷公藤萜类活性成分的含量,结果显示细胞中雷公藤甲素和雷公藤红素的含量相对于对照组p K7GWIWG2D分别下降了23.4%和42.8%。同时利用q RT-PCR检测TwMCT基因及萜类合成途径上主要基因的表达量,结果表明,相对于对照组p K7GWIWG2D,TwMCT表达量下降了29.2%,TwDXR、TwGGPS、TwHMGR和TwHMGS的相对表达量分别下降了36.3%、31.3%、62.2%和29.1%,但TwDXS的表达量上调了114.2%,而TwFPS没有显着性变化。本研究在体内验证了干扰TwMCT的表达对雷公藤萜类活性成分雷公藤甲素和雷公藤红素的积累有显着抑制作用,为进一步探究MCT基因对雷公藤萜类成分生物合成的调控机制奠定基础。(本文来源于《药学学报》期刊2018年08期）
MOHAMMED,ALI,ABD,EL-HAMMED,ABD,ALLAH[9]（2018）在《鼠尾草和大豆萜类化合物生物合成基因的功能分析》一文中研究指出萜类化合物被认为是最大的一大类天然产品和次生代谢产物,在许多植物和其他生物中都有发现且有超过40000种不同的结构。植物产生很多种萜类化合物并具有高度多样化的结构。这类化合物扮演重要角色:在植物与环境因子互作以及基本的生物学进程当中发挥功能。萜类化合物是植物的一类特别重要的特征化合物,可以保护植物免受昆虫和多种微生物伤害(如病毒,细菌,真菌)。大量相关转基因植物的研究更加深入认识了萜类发挥其功能的机制。花园鼠尾草(S.offcinalis)和蓝色茴香鼠尾草(S.guaranitica L),是唇形科家族多年生草本植物,是具备药用价值、芳香性和民族植物学特性的重要属种,在不同组织中含有多种萜类成分。然而,这两种鼠尾草中萜类化合物生物合成途径的遗传基础几乎未知。在本研究中,我们利用新一代测序技术建立花园鼠尾草和蓝色茴香鼠尾草转录组数据库,发现和分析萜类化合物生物合成途径相关基因。在完成测序之后,我们使用烟草,拟南芥和大豆发根鉴定来自花园鼠尾草和蓝色茴香鼠尾草的萜烯合酶基因(SoNEOD,SoCINS,SoSABS,SoLINS,SoFPPS,SoTPS6,SoFARD,SgFPPS,SgGPS 和SgLINS)以确定它们对各种组织中萜类合成的生物学意义。我们发现与野生型和GUS作为对照相比,表达这些萜烯合成基因的多数转基因烟草、拟南芥和大豆产生更多的萜类化合物。此外,我们从大豆中克隆了 2个参与萜烯合成的基因(GmFDPS和GmGGPP)。通过转化大豆发根,研究了来自花园鼠尾草、蓝色茴香鼠尾草和大豆的12个萜烯基因(SoNEOD,SoCINS,SoGPS,SoSABS,SoLINS,SoFARD,SoTPS6,SgFPPS,SgGPS,SgLINS,GmFDPS 和 GmGGPP)对大豆结瘤的影响。我们发现,与作为对照的GUS转基因植物相比,多个表达这些萜烯基因的大豆发根结瘤数和根瘤的重量均增加。另一方面,为了评估转基因烟草的抗虫性,进行了双重选择性摄食偏好和强制进食测试。我们发现,与表达boNEOD,SoCINS,SoSABS,SoLINS或SoTPS6烟草叶片相比,昆虫更多的取食野生型烟草叶片。我们的研究结果显示,抗虫性很可能来自各种萜类化合物的积累。本研究为我们探究富含萜类化合物鼠尾草中复杂的代谢基因提供新的见解,并为我们利用鼠尾草中有用的萜类化合物生物合成基因开展代谢工程铺平道路。我们的研究也为萜烯合成相关基因与大豆结瘤信号传导之间的关系提供了新的见解。此外,本研究为将来培育抗虫大豆品种的代谢工程奠定了基础。(本文来源于《华中农业大学》期刊2018-06-01）
刘晶晶[10]（2018）在《茶树重要萜类香气物质生物合成机理的研究》一文中研究指出在茶树挥发性化合物中,单萜和倍半萜对成品茶的香气品质有很大贡献。本研究旨在探明茶树中与主要单萜和倍半萜香气物质生物合成及其调控因素,以增进茶叶香气品质。本研究运用固相微萃取结合气相色谱-质谱连用技术,对六个不同茶树品种鲜叶中的萜烯类化合物进行定性定量分析并鉴定。我们共检测到了45种萜烯类化合物,芳樟醇和香叶醇是茶鲜叶中的主要香气成分,并且大叶种茶树“云抗10号”的芳樟醇含量远高于其他五种小叶种茶树,而香叶醇的含量比小叶种茶树低。这可能是两大类茶树品种香气差异的关键所在。为了研究茶树橙花叔醇的生物合成,本研究克隆了茶树橙花叔醇合成酶基因,该基因gDNA全长4,362 bp,具有七个外显子和六个内含子,是典型的第III类型萜类合成酶基因;CDs全长1659 bp,编码552个氨基酸,预测蛋白质的大小为63.5KDa、等电点5.46。该酶具有大多数萜类合成酶具有的金属离子结合位点“DDXXD”和萜类合成酶的活性位点“EDXXD”,属于TPS-g家族。橙花叔醇合成酶原核表达蛋白为包涵体,可以GPP或FPP作为反应前体,以GPP为底物时能够生成大量的芳樟醇和少量的蒎烯,在以FPP为底物的时,可以生成大量的橙花叔醇和少量的α-法尼烯和β-法尼烯,并且CsNES对FPP表现出比GPP更高的催化活性。构建pCAMBIA2300-CoxIV-CsNES质粒将CsNES定位到线粒体中,获得转基因拟南芥,在过表达拟南芥中可检测到较高水平的(E)-橙花叔醇,而在对照野生型拟南芥中无法检测到,说明在植物体内CsNES具有催化合成(E)-橙花叔醇的功能。亚细胞定位显示,CsNES定位在细胞质中,说明该酶参与细胞质中(E)-橙花叔醇的生物合成。并且CsNES具有时空表达和日周期特性,且基因的表达与化合物的生成呈现正相关趋势。MeJA和GA_3可诱导CsNES的表达,但二者的诱导高峰在不同的时间段。为了研究茶树香叶醇的生物合成,本研究克隆了茶树Nudix水解酶基因CsNUDX1,该基因CDs全长663 bp,编码220个氨基酸,预测蛋白质的大小为24.3KDa,等电点5.54。该酶含有高度保守的Nudix box(Gx_5Ex_7REUxEExGU),与拟南芥的AtNUDX1和玫瑰的RhNUDX1在同一个分支上。CsNUDX1原核表达蛋白为上清,以GPP作为反应底物,未发现该酶具有二磷酸核苷水解酶的功能。但该酶可以FPP为底物,催化其水解生成FP。亚细胞定位显示,CsNUDX1定位在质体中。并且CsNUDX1具有时空表达和日周期特性,且基因的表达与化合物的生成呈现正相关趋势。为了研究茶树单萜和倍半萜的生物合成,本研究克隆了茶树法尼基焦磷酸合成酶基因CsFPS,该基因的CDs全长1029 bp,编码342个氨基酸,预测蛋白质的大小为39.4 KDa,等电点5.67。CsFPS原核表达蛋白为上清,该酶可以催化IPP和GPP生成FPP。亚细胞定位显示,CsFPS定位在细胞质中,说明该酶参与细胞质中倍半萜的生物合成。构建过表达CsFPS转基因烟草,与对照野生型烟草相比,过表达CSFPS后,幼年期的长势与野生型并无显着差异,而在生长后期,CsFPS过表达烟草的长势比野生型烟草弱。为了研究茶树萜类合成酶基因的调控因子,我们发现茶树中存在3条miR167前体和成熟序列,miR167的表达与其靶基因CsARF6和CsARF8的表达呈负相关,并且具有时空表达和日周期特性。MIM167可有效抑制miR167对其靶基因CsARF6和CsARF8的降解作用。茶树CsmiR167的转录水平显着受MeJA诱导,同时CsARF6和CsARF8的表达显着降低。本研究克隆了茶树橙花叔醇合成酶基因、Nudix水解酶基因、法尼基焦磷酸合成酶基因,并利用MIM167靶向抑制CsmiR167的表达,以期提高茶树挥发性萜类化合物。为研究茶树萜类香气物质生物合成时空变化的分子机理,提高成品茶香气品质提供理论基础,同时对推进相关农作物和园艺果树作物产品香气品质的改进,亦有借鉴意义。(本文来源于《安徽农业大学》期刊2018-06-01）
萜类生物合成论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
植物在应对不同环境胁迫时会做出不同的应对措施,其中一种常见的方式是产生次生代谢产物。萜类化合物为植物次生代谢产物中种类最多、结构最复杂的一类化合物,几乎存在于所有植物中,发挥着重要的生物功能,很多具有显着的药理活性,如免疫调节、抗肿瘤、降血脂、保肝等。该文对近年来国内外有关环境温度、紫外线辐射、光照、干旱、臭氧及植物生长发育阶段等环境因素对植物萜类化合物合成影响的研究进展进行综述,探究植物萜类化合物受环境因子影响产生应激反应的一般性规律。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
萜类生物合成论文参考文献
[1].刘燕,骆世洪,华娟,李德森,黎胜红.入侵植物紫茎泽兰中杜松烯等倍半萜类防御物质及其生物合成研究[C].中国第九届植物化感作用学术研讨会论文摘要集.2019
[2].余翠翠,魏建和.环境因子对植物萜类化合物生物合成的影响研究进展[J].西北植物学报.2019
[3].张华北.半枝莲、夏枯草萜类生物合成相关基因的鉴定及功能研究[D].中国中医科学院.2019
[4].苏平.雷公藤甲素生物合成萜类合酶及CYP450基因克隆及功能研究[D].中国中医科学院.2019
[5].苏文炳,蒋园园,白昀鹭,甘小清,刘月学.转录因子调控植物萜类化合物生物合成研究进展[J].农业生物技术学报.2019
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[10].刘晶晶.茶树重要萜类香气物质生物合成机理的研究[D].安徽农业大学.2018