摘要
钩藤(Uncaria rhynchophylla)为我国常用大宗中药材之一,主治头痛眩晕、阿尔茨海默和高血压等症,其有效成分主要为萜类吲哚生物碱(terpenoid indole alkaloids,TIAs).异胡豆苷合酶(strictosidine synthase,STR)是TIAs生物合成途径中的关键酶,目前在钩藤中还未见报道.为了寻找参与钩藤TIAs生物合成的STR基因,本研究采用LC-MS法测定钩藤的根、叶片、茎钩、蒴果等不同部位中钩藤碱和异钩藤碱的含量,比较筛选4种总RNA提取方法.全长克隆了1条可能参与钩藤TIAs生物合成的候选基因UrSTR,并进行了生物信息学分析,利用qPCR分析了UrSTR在钩藤不同部位中的表达模式.结果表明:(1)通过LC-MS法测定,钩藤碱与异钩藤碱在钩藤蒴果中含量最高,根中含量最低.(2)改良CTAB法为钩藤不同部位总RNA的最佳提取方法.(3)UrSTR基因全长为1122 bp,编码一条374个氨基酸的肽链,具有跨膜螺旋结构,理论分子量为41.446 kD,理论等电点为7.549,在进化分析中发现,其与阿拉比卡咖啡(Coffea arabica)和中果咖啡(C.canephora)的STR基因聚为一类,亲缘关系较近.(4)qPCR结果显示,UrSTR基因主要在钩藤蒴果中表达,根中的表达量最低.通过分析发现,UrSTR基因的表达量与钩藤碱/异钩藤碱含量的趋势一致,提示UrSTR基因可能是钩藤STR候选基因之一,参与了TIAs的生物合成.本研究为UrSTR基因的功能验证和钩藤生物碱合成途径的解析提供了参考.
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