激发子对欧洲蓝雪花细胞悬浮培养中蓝雪醌合成及聚酮合酶基因表达的调控机制

为探究如何提升药用植物欧洲蓝雪花(Plumbago europaea L.)次级代谢产物蓝雪醌(plumbagin)的产量，研究人员系统评估了水杨酸(50.0-200.0 μM)、茉莉酸甲酯(100.0-300.0 μM)、酵母提取物(100.0-500.0 mg L?1)和壳聚糖(50.0-200.0 mg L?1)对细胞生长、蓝雪醌合成及聚酮合酶(PKS)基因表达的影响。发现壳聚糖处理1天后可使蓝雪醌产量提升6.9倍，并首次证实PKS基因表达与产物合成呈正相关，为植物次生代谢调控提供了重要依据。

　　

欧洲蓝雪花(Plumbago europaea L.)因其特有的次生代谢产物蓝雪醌(plumbagin)而备受关注，这种萘醌类化合物展现出显著的抗癌、抗菌和抗氧化活性。研究团队通过细胞悬浮培养体系，精准调控了四种激发子——水杨酸(SA)、茉莉酸甲酯(MeJA)、酵母提取物(YE)和壳聚糖(chitosan)的浓度梯度，动态监测了1-6天内细胞生物量、蓝雪醌积累及聚酮合酶(PKS)基因转录水平的变化。

有趣的是，高浓度激发子会显著抑制细胞生长，其中300.0 mg L^?1壳聚糖处理组出现最大生长抑制率。但所有激发子均能促进蓝雪醌合成，特别是150.0 mg L^?1壳聚糖处理1天后，产量飙升至对照组的6.9倍。更令人振奋的是，壳聚糖能诱导蓝雪醌分泌至培养基，这种"外排效应"在其他处理中未见报道。分子机制研究表明，PKS基因表达量与蓝雪醌合成呈显著正相关，揭示激发子通过激活聚酮化合物生物合成途径的关键酶基因来调控代谢流向。这项研究不仅证实激发子类型、浓度和作用时间的"三位一体"调控规律，更为植物细胞工厂高效生产高价值次生代谢物提供了新策略。