中国红豆杉细胞经重复诱导和蔗糖饲喂后云南紫杉烷C生产的相应基因表达变化

Expression profiling of genes involved in Taxuyunnanine C biosynthesis in cell suspension cultures of Taxus chinensis by repeated elicitation with a newly synthesized jasmonate and sucrose feeding

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摘要红豆杉悬浮培养细胞具有可持续生产抗癌药物紫杉醇及其他紫杉烷的潜力.在中国红豆杉悬浮培养细胞中,云南紫杉烷C(Tc)是主要的次生代谢产物.为促使代谢前体由生成其他紫杉烷的代谢支路转到生产紫杉醇,实验采用实时定量PCR技术(RQ-PCR)揭示细胞培养过程中紫杉醇及紫杉烷合成关键基因的动态变化.在细胞培养的第7天和第12天,以100μmol/L 2,3-二羟丙基茉莉酸(DHPJA)进行诱导,同时在第7天饲喂20 g/L的蔗糖,在此过程中考察6个关键基因(TASY,TDAT,T5αH,TαH,T10βH和T14βH)的表达变化.上述联合调控手段使得Tc产量在第1次诱导8 d后达(554.46±21.28)mg/L,第2次诱导9 d后高达(997.72±1.51)mg/L.代谢早期基因TASY和TDAT在第1次诱导后表达量分别提高了182和98倍,在第2次诱导后表达量分别提高了208和131倍.在每次诱导后基因表达量提高约持续24 h,之后下降.其他4个基因(T5αH、TαH、T10βH和T14βH)的情况有所不同.基因TaH在2次诱导后表达量分别提高了3 061和1 016倍.其他3个基因T5αH、T10βH、T14βH在第1次诱导后表达量分别提高13、38,20倍,在第2次诱导后分别提高7、16、6倍.RQ-PCR结果表明基因表达和Tc积累之间存在紧密相关性:基因表达的变化与Tc产量的变化相一致,诱导可提高6个基因的表达量.基因的高表达随着培养过程逐渐衰减,再次诱导可再次促使基因的高表达.