外源鲨烯和茉莉酸甲酯对印楝素生物合成代谢网络的影响
2021-10-14谢婷婷王煜炜
邱 枫,谢婷婷,荀 航,王煜炜,姚 曦,汤 锋*
(1. 安徽农业大学植物保护学院,合肥 230036;2. 国际竹藤中心,国家林业和草原局竹藤科学与技术重点实验室,北京100102)
印楝素(Azaidrachtin)是从印楝(Azadirachta indica)中提取的一类四环三萜类化合物,具有拒食、趋避和干扰昆虫生长发育等多种生物活性,是目前开发最成功的植物源杀虫剂之一,已在中国、美国、加拿大和印度等多个国家登记使用,市场需求巨大[1]。其主要活性成分是印楝素A和B,约占99%,其中印楝素A的含量最高,活性最强[2-3]。
目前对印楝素生物合成途径的认识,基本停留于推理和假说层面。Akhila等利用14C标记研究印楝素、nimbin及茄碱苷的生物合成途径,证明甲羟戊酸参与了3种物质的合成[4];Seigler等推测2,3-环氧鲨烯在酶的催化下形成大戟二烯醇,再经一系列反应生成印楝素A[5]。谢婷婷等利用印楝素A无细胞合成体系,通过外源添加底物,证明羊毛甾醇不是印楝素A的合成前体,2,3-环氧鲨烯和丁酰鲸鱼醇是印楝素A的前体,nimbin、大戟二烯醇、脱乙酰茄碱苷和茄碱苷极可能是印楝素A的合成前体,并且茄碱苷位于合成途径较下游的位置[6]。
印楝素生物合成涉及多种酶促反应,在植物体内开展研究难度极大,进展缓慢。因此,借助现代组学技术,探讨印楝素生物合成途径,受到科学家的关注。Krishnan等完成了印楝基因组的测序,筛选出8个可能与印楝素生物合成相关的基因[7-8];Kurvadi等通过高通量测序和UPLC技术,获得150余个可能涉及印楝素合成的候选基因[9]。代谢轮廓分析是连接代谢组学和功能基因组学的纽带,无论是在细胞和植株层面上实施诱导,还是分子水平上操纵基因,都需要知道代谢产物的应答表现[10]。……
