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过量表达黄烷酮3-羟化酶基因(AaF3H)提高青蒿中青蒿素的

含量

张婷婷;马嘉伟;王路尧;唐克轩;李杉;赵静雅

【摘要】黄烷酮3-羟化酶(flavanone3-hydroxylase,F3H)是参与黄酮类化合物

合成过程的一个关键酶.为了研究青蒿中F3H对青蒿素的影响,从青蒿中克隆到黄烷

酮3-羟化酶基因(AaF3H),全长为1095bp,编码364个氨基酸.SouthernBlot证

实AaF3H基因在青蒿基因组中只有1个拷贝.通过构建AaF3H过表达载体并稳定

转化青蒿来获得转基因株系,再采用HPLC测定过量表达AaF3H的转基因青蒿植株

中的青蒿素含量.结果表明,过表达AaF3H转基因青蒿植株中青蒿素的含量显著升

高.通过实时荧光定量PCR分析,在转基因青蒿中,作为青蒿素合成的关键酶,紫穗槐-

4,11-二烯合成酶基因(AaADS)、紫穗槐-4,11-二烯氧化酶基因(AaCYP71AV1)和

青蒿醛△11(13)双键还原酶基因(AaDBR2)的表达量显著提高.研究结果表明过量表

达AaF3H基因是提高青蒿中青蒿素含量的有效方法.

【期刊名称】《生物技术进展》

【年(卷),期】2018(008)001

【总页数】8页(P55-62)

【关键词】青蒿;黄烷酮3-羟化酶;过量表达;青蒿素

【作者】张婷婷;马嘉伟;王路尧;唐克轩;李杉;赵静雅

【作者单位】上海交通大学农业与生物学院,交大-复旦-诺丁汉植物生物技术研发

中心,上海200240;上海交通大学农业与生物学院,交大-复旦-诺丁汉植物生物技术

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研发中心,上海200240;上海交通大学农业与生物学院,交大-复旦-诺丁汉植物生物

技术研发中心,上海200240;上海交通大学农业与生物学院,交大-复旦-诺丁汉植物

生物技术研发中心,上海200240;华南理工大学生物科学与工程学院,广州510006;

上海交通大学农业与生物学院,交大-复旦-诺丁汉植物生物技术研发中心,上海

200240

【正文语种】中文

青蒿素是从青蒿(ArtemisiaannuaL.)中分离到的一种含过氧基团的倍半萜内酯化

合物[1]，在治疗疟疾时，它不仅疗效好，而且毒性低，因此联合国卫生组织提出，

将以青蒿素为基础的联合疗法(artemisinincombinationtherapies，ACTs)作为

医治由疟原虫叮咬引起的疟疾的最佳方法[2]。研究发现青蒿素只在青蒿分泌型腺

毛中合成，而分泌型腺毛多数存在于青蒿的叶、花蕾中[3]。目前，青蒿素主要来

源于植物提取，但是其含量仅为植物青蒿叶片干重的0.1%～1.00%[4,5]，导致青

蒿素的价格昂贵，无法满足市场需求。青蒿素的生物合成途径现已基本阐明，利用

过量表达青蒿素合成途径关键酶基因的方法提升青蒿素的含量，以及利用转录因子

调控青蒿素的合成已成为近几年的研究热点。

在高等植物中，黄酮类物质作为最为重要的次生代谢产物，广泛地参与到植物的生

长发育、呼吸作用以及光合作用等过程中[6,7]。在苯丙氨酸解氨酶

(phenylalanineammonia-lyase，PAL)和肉桂酸4-羟化酶(cinnamate4-

hydroxylase，C4H)等酶的作用下将苯丙氨酸(phenylalanine,Phe)转化为香豆酰

辅酶A(coumaroyl-CoA)