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铁皮石斛豆腐柴螺二烯加氧酶基因克隆与表达分析

2021-08-18林江波王伟英戴艺民

福建农业学报 2021年6期

林江波,邹 晖,王伟英,戴艺民

(福建省农业科学院亚热带农业研究所,福建 漳州 363005)

0 引言

【研究意义】植保素(Phytoalexin,又称植物抗毒素)是一类具有物种特异性的小分子有机化合物,具有抗菌和驱虫活性,受到病原菌或害虫诱导产生[1]。目前已经鉴定的植保素主要有黄酮类、萜类、芪类、吲哚类、生物碱类和香豆素类等[2-3]。禾本科(Poaceae)植物主要产生二萜或黄酮类植保素[4-5]、豆科(Fabaceae)植物主要产生异黄酮类植保素[6]、茄科(Solanaceae)植物主要产生萜类植保素[7-8]。螺岩兰草酮(Solavetivone)是一种倍半萜类植保素。豆腐柴螺二烯(Premnaspirodiene)合成酶催化法呢基二磷酸(FPP)环化形成豆腐柴螺二烯[9],豆腐柴螺二烯在豆腐柴螺二烯加氧酶(Premnaspirodiene oxygenase)催化下,经过羟基化和氧化形成[10]螺岩兰草酮。因此,豆腐柴螺二烯加氧酶是螺岩兰草酮合成的关键酶。【前人研究进展】黄果茄(Solanum xanthocarpum)是一种重要的民间医药,具有杀虫、抗菌[11-12]等功效,其根系提取的精油中,螺岩兰草酮占22.9%[13]。DESJARDINS 等[14]研究发现,马铃薯(Solanum tuberosum)受到线虫侵染后,抗病品种和感病品种根系的倍半萜烯含量变化不大,但是螺岩兰草酮在倍半萜烯中的比例显著提高。YAO 等[15]研究结果表明马铃薯试管苗用丛枝菌根菌(Glomus etunicatum)菌根化后受到立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)侵染,根部螺岩兰草酮和日齐素(Rishitin)含量显著增加,通过培养皿生物测定,螺岩兰草酮和日齐素抑制立枯丝核菌菌丝生长。KAWAUCHI[16-17]等用茉莉酸甲酯和硫酸铜处理天仙子(Hyoscyamus albus)毛状根,会诱导合成螺岩兰草酮及其衍生物,并克隆了螺岩兰草酮合成酶基因豆腐柴螺二烯加氧酶基因(hahpo1)。……

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