对Taxus yunnanensis个体的转录组和比较叶绿体基因组分析,这些个体具有高和低的帕克利塔塞尔产量
Dong Wang1,2, Jiansheng Wei3, Xiaolong Yuan2
1College of Forestry, Southwest Forestry University, Kunming, 650224, China.
Heliyon
|March 8, 2024
概括
在Taxus yunnanensis中,高paclitaxel产量与关键生物合成基因和特定转录因子的表达增加有关. 这项研究确定了高产个体的遗传标记,有助于抗癌药物前体的采购.
科学领域:
- 植物生物化学和分子生物学
- 自然产品药物发现自然产品药物发现
- 基因组学和转录基因组学
背景情况:
- 帕克利塔塞尔是一种关键的抗癌剂,主要来源于需要植物前体的半合成.
- 在Taxus yunnanensis中,帕克利塔克塞尔和10-甲乙巴卡丁III (10-DAB) 含量存在显著差异.
- 驱动T. yunnanensis来源的这些变异的分子机制仍未得到充分探索.
研究的目的:
- 调查T. yunnanensis中差异性帕克利塔塞尔积累的生物化学和遗传基础.
- 为了比较高和低paclitaxel-yielding个体之间的taxoid前体水平,基因表达和基因组特征.
主要方法:
- 高性能液体染色学 (HPLC) 用于量化高氧化物 (10-DAB,巴卡III).
- 对转录组进行比较分析,以评估帕克利塔塞尔生物合成途径中的基因表达.
- 定量实时PCR (qRT-PCR) 用于验证关键酶的基因表达.
- 对叶绿体基因组进行比较分析,以确定结构变异和突变热点.
主要成果:
- 产量高的个体 (TG) 比产量低的个体 (TD) 表现出18倍高的10-DAB和47倍高的巴卡丁III.
- 编码关键帕克利塔塞尔生物合成酶 (T10βH,DBAT,DBTNBT) 的基因在TG中表达明显更高.
- 确定了六种可能调节帕克利塔克塞尔生物合成的转录因子.
- TD叶绿体基因组包含一个重复的rps12基因,增加了它的长度; 15个突变热点被确定为潜在的DNA条形码.
结论:
- 关键生物合成基因和调节性转录因子的差异表达是T. yunnanensis.中帕克利塔塞尔含量变化的基础.
- 在质体基因组中确定了基因变异和突变热点,可以作为选择高paclitaxel产量个体的标记.
- 这项研究为理解和潜在地优化T. yunnanensis. paclitaxel前体生产提供了关键的见解.
