揭秘 ABA 与壳聚糖诱导缬草毛状根产缬草酸的基因调控网络,助力大规模生产

【字体: 时间:2025年03月04日 来源:Plant Cell, Tissue and Organ Culture (PCTOC) 2.3

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  为解决缬草酸生产受限问题,研究人员开展相关研究,发现诱导下转录因子对其积累的调控,利于其大规模生产。

  缬草酸(Valerenic acid)是一种在缬草(Valeriana officinalis )中发现的倍半萜化合物,因其具有镇静安神的特性,在治疗焦虑、失眠和压力相关疾病方面有潜在的应用价值,受到了广泛关注。然而,缬草酸在植物中的含量较低,且缬草生长缓慢,这些因素限制了缬草酸的生产。因此,需要采用诸如毛状根培养这样的生物技术手段,在不依赖自然资源的前提下实现缬草酸的大规模生产。
本研究旨在探究在脱落酸(ABA)和壳聚糖诱导下,缬草毛状根培养物中缬草酸合成相关基因和转录因子网络的结构及动态特征。ABA 处理能够显著改变BHLHERBP转录因子的表达,它们的相对表达水平在第 2 天达到峰值。在编码萜烯合酶的基因中,TPS5的诱导作用最为显著。

当用壳聚糖诱导时,BHLHERBP转录因子可通过上调HMGRTPS2TPS5的表达,在促进缬草酸积累的过程中发挥关键作用。此外,WRKYERBPMYB转录因子在激活萜烯合酶方面也起着至关重要的调控作用。壳聚糖处理在第 2 天可使缬草酸含量达到最高(0.68 mg/g DW),而 ABA 处理则在第 4 天使缬草酸含量达到最高(0.65 mg/g DW) 。

该研究结果对于开发高效、可持续的缬草酸大规模生产策略具有重要意义,缬草酸作为一种在制药行业广泛应用的珍贵化合物,有望通过这些策略实现更大量的生产。
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