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过表达山豆根StLDC基因对烟草生物碱含量的影响OA

Effect of overexpression of StLDC gene from Sophora tonkinensis on alkaloid content in tobacco

中文摘要英文摘要

赖氨酸脱羧酶(lysine decarboxylase,LDC)基因是喹诺里西啶类生物碱生物合成途径的首个关键酶基因.为探究山豆根StLDC基因的生物学功能,在获得其全长序列的基础上,构建了StLDC的过表达载体pBWA(V)HS-StLDC,并通过农杆菌介导法转化K326烟草.对获得的转基因阳性植株进行分子与代谢分析显示,qRT-PCR证实StLDC在烟草中成功过表达;高效液相色谱-电喷雾串联质谱(HPLC-ESI-MS/MS)检测表明,转基因植株中苦参碱与氧化苦参碱含量极显著升高,其中苦参碱含量最高为野生型的29.11倍,氧化苦参碱含量最高为野生型的69.43倍.综上认为,StLDC基因能够显著提高烟草中苦参碱和氧化苦参碱含量,为培育生产高生物碱含量的山豆根提供了重要的基因资源.

Lysine decarboxylase(LDC)is the first key enzyme gene in the biosynthetic pathway of quinolizidine al-kaloids.Based on the obtained full-length sequence of StLDC gene from Sophora tonkinensis,an overexpression vector,p BWA(V)HS-StLDC,was constructed.This vector was subsequently introduced into K326 tobacco via Agrobacteri-um-mediated transformation to elucidate the biological function of StLDC.Molecular and metabolic analyses of the ob-tained transgenic plants revealed that qRT-PCR confirmed the successful overexpression of StLDC in tobacco.High per-formance liquid chromatography-electrospray ionization-mass/mass spectrometry(HPLC-ESI-MS/MS)detection indi-cated that the contents of matrine and oxymatrine in transgenic plants were significantly higher than those in wild-type(WT)plants,with the highest matrine content reaching 29.11 times and the highest oxymatrine content reaching 69.43 times that of the WT.These results indicate that the StLDC gene can significantly increase the contents of matrine and oxymatrine in tobacco,providing important genetic resources for the cultivation of plants with high alkaloid content,espe-cially S.tonkinensis.

梁莹;秦双双;何弘;韦桂丽;梁细妹;韦范

广西壮族自治区药用植物园 国家中医药传承创新中心 广西药用资源保护与遗传改良重点实验室/广西壮族自治区中药资源智慧创制工程研究中心,广西 南宁 530023广西壮族自治区药用植物园 国家中医药传承创新中心 广西药用资源保护与遗传改良重点实验室/广西壮族自治区中药资源智慧创制工程研究中心,广西 南宁 530023广西壮族自治区药用植物园 国家中医药传承创新中心 广西药用资源保护与遗传改良重点实验室/广西壮族自治区中药资源智慧创制工程研究中心,广西 南宁 530023广西壮族自治区药用植物园 国家中医药传承创新中心 广西药用资源保护与遗传改良重点实验室/广西壮族自治区中药资源智慧创制工程研究中心,广西 南宁 530023广西壮族自治区药用植物园 国家中医药传承创新中心 广西药用资源保护与遗传改良重点实验室/广西壮族自治区中药资源智慧创制工程研究中心,广西 南宁 530023广西壮族自治区药用植物园 国家中医药传承创新中心 广西药用资源保护与遗传改良重点实验室/广西壮族自治区中药资源智慧创制工程研究中心,广西 南宁 530023

医药卫生

山豆根赖氨酸脱羧酶基因生物碱功能验证

Sophora tonkinensis Gagnep.lysine decarboxylase genealkaloidsfunctional verification

《生物资源》 2026 (1)

21-28,8

国家自然科学基金项目(82560744)广西自然科学基金项目(2023GXNSFAA026487)

10.14188/j.ajsh.20251223002

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