所(园)在大戟大环二萜生物合成研究方面取得新进展

2022-05-25

续随子(Euphorbia lathyris L.)是重要的药用和能源植物,其成熟种子为传统中药“千金子”。续随子中主要活性成分为大环二萜,其中巨大戟醇作为首个治疗日光性角化病药物Picato的合成原料,市场需求广阔,但从植物中提取和化学合成的产率都极低,其来源依然匮乏。目前,巨大戟醇等大环二萜的生物合成途径尚未完全阐明,解析巨大戟醇生物合成规律,鉴定出其关键合成酶是实现其低成本生产的关键。为了探究续随子大环二萜时空分布及筛选关键候选酶基因,天然产物化学项目组首先对续随子生长过程中不同时期、不同组织部位144个样品进行靶向代谢组学分析,共鉴定出27个巨大戟烷二萜和40个续随子烷二萜化合物,发现种子和根是大环二萜合成和积累的主要部位;然后对续随子成熟植株的不同组织进行了差异转录组分析,结合大环二萜代谢组数据,通过加权基因共表达网络分析(WGCNA),筛选出与巨大戟醇生物合成高度相关的候选酶基因,并进行了初步功能验证。该工作揭示了续随子全生命周期中大环二萜类化合物的分布和积累规律,对续随子药材采收和综合利用具有重要指导意义。同时,该研究也为巨大戟醇生物合成关键酶的挖掘及绿色高效生产提供了重要参考。

相关研究成果以“Integrating metabolomics tranomics to unveil the spatiotemporal distribution of macrocyclic diterpenoids cidate genes involved in ingenol biosynthesis in the medicinal plant Euphorbia lathyris L.”为题,近期发表在国际知名期刊《Industrial Crops Products》上(中科院一区,IF=5.645)。该研究得到了国家自然科学基金(31770383,31970375),国家博士后科学基金(2020M681527),江苏省自然科学基金(BK20200295,BK20200287)以及江苏省植物资源研究与利用重点实验室开放基金(JSPKLB202201)的资助。

论文链接:https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2022.115096

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