ORCA3转录因子对红豆杉细胞中紫杉醇生物合成的影响
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高产紫杉醇红豆杉细胞系的紫外诱变筛选一、引言红豆杉是一种重要的中药材,在抗癌药物中具有重要地位。
其中,紫杉醇是由红豆杉树皮和叶子中提取出来的一种二萜类物质,具有广泛的抗癌作用。
由于紫杉醇的复杂提取方法和低含量,人们开始探索利用细胞工程技术来实现紫杉醇的高效生产。
二、紫杉醇生产的细胞工程技术细胞工程技术是指将基因工程技术与细胞学技术相结合,以重组DNA为切入点,对相关的细胞过程进行调节,以达到所需的生物学效应。
在紫杉醇生产的细胞工程过程中,可采取多种策略,例如利用基因转移技术将紫杉醇生物合成途径中关键酶基因转入目标细胞中,进而提高目标细胞紫杉醇的合成水平。
三、紫外诱变技术的原理紫外诱变技术是利用紫外线的特性,使DNA分子长度发生短距离交联,导致突变,从而产生新的性状或变异体。
紫外线能直接或间接导致DNA分子发生叉结,使得重复序列及其他特殊序列的复制发生障碍,引起DNA的修复与重组,这样就可以使细胞发生很多的突变或变异,开发出多种潜在的关键基因型。
四、细胞系的紫外诱变筛选细胞系的紫外诱变筛选是指将目标细胞在紫外线作用下获得大量的突变体或变异体,并利用这些突变或变异体挑选出其在紫杉醇生产方面性状最优秀的株系。
在细胞系的紫外诱变筛选过程中,可采取以下步骤:1. 紫外线照射将目标细胞接种在培养基上,放置于紫外线灯下照射30~60分钟左右。
此时,需要掌握好紫外线照射量,照射时间和照射次数,避免过度照射对细胞产生不良影响。
2. 突变筛选将照射后的目标细胞转移到含有抗生素或草甘膦等筛选物质的培养基中,利用这些筛选物质产生天然的抗药性或抗草甘膦性,从而筛选出紫杉醇生产能力增强的菌株。
3. 染色体核型分析采用染色体核型分析技术对不同菌株的染色体核型进行比较,筛选出核型发生明显变化的菌株,并在此基础之上进行后续筛选。
4. 紫杉醇含量检测将筛选出的候选菌株进行紫杉醇含量检测,选择含量最高的菌株,作为最终的紫杉醇高产细胞系。
综诉利用红豆杉细胞培养生产紫杉醇的技术路线及其影响因素、对策摘要红豆杉细胞培养是工业化生产紫杉醇的很有前景的途径之一。
综述了红豆杉细胞培养过程中外植体的选择、愈伤组织的诱导、培养方式、生物反应器及培养动力学等方面的最新研究进展,并对今后利用细胞培养工厂化生产紫杉醇尚需解决的问题作了简略的探讨。
关键词红豆杉;细胞培养;紫杉醇紫杉醇是从红豆杉科红豆杉属植物中分离出的一种二萜类化合物,对卵巢癌、子宫癌、乳腺癌等十几种癌症具有很好的疗效,它目前已在临床上作为乳腺癌、卵巢癌和非小细胞肺癌的一线用药。
然而从天然生长的红豆杉树中提取紫杉醇无法满足需求,药源不足已成为限制紫杉在临床中大量应用的瓶颈。
植物细胞培养具有不破坏自然资源及不受自然条件限制等优点。
目前利用细胞大量培养技术生产紫杉醇的研究已经进入到生物反应器放大阶段,红豆杉细胞培养工业化生产紫杉醇有望获得突破。
为解决紫杉醇的药源问题,人们从以下几个方面进行了研究:全合成、半合成、人工栽培、真菌生产和植物细胞培养等方法。
其中细胞培养法由于具有下述优点成为人们进行商业生产的优选方法:(1)能够确保产物无限、连续、均匀地生产,不易遭受病虫害、季节等因素的影响;(2)可以在生物反应器中进行大规模培养,并且通过控制环境条件提高紫杉醇产量;(3)所得产物比从植物体内直接提取简单,可以大大简化分离和纯化步骤; (4)除提供紫杉醇外,还可以生产出前体及其他有抗癌活性而原植物所不含的化合物。
技术路线 1 愈伤组织的诱导与培养1. 1 外植体的选择外植体对于愈伤组织的诱导率、生长状况等具有重要影响。
红豆杉属植物愈伤组织的诱导相对比较容易。
根、茎叶、树皮、形成层、大配子体、种子胚、假种皮、幼苗胚轴、芽等都可作为外植体诱导出愈伤组织,但不同外植体其愈伤组织的诱导率及愈伤组织生长情况差别很大。
茎段的诱导效果较好,而树皮、叶片较差。
1. 2 培养基及激素的选择对于红豆杉愈伤组织的诱导与培养,多数报道的适宜培养基为基本的或经改良的B5 【1】培养基。
红豆杉里紫杉醇的提取分离及分析1.实验材料与仪器1.1 实验材料新鲜红豆杉枝叶(树枝、树叶和树皮)。
1.2 实验试剂主要试剂:试剂名称厂家乙酸乙酯(分析纯)北京化工厂丙酮(分析纯)北京化工厂甲醇(分析纯)北京化工厂石油醚(分析纯)北京化工厂三氯甲烷(分析纯)北京化工厂二氯甲烷(分析纯)北京化工厂乙酸铵缓冲液(分析纯)北京化工厂乙腈(分析纯)北京化工厂去离子水(自制)北京化工厂紫杉醇标准品(纯度≧97%)中国生物药监所1.3 实验仪器主要仪器:仪器名称厂家XZ-6A 旋转蒸发器北京科龙仪器公司CFSJ-8A粉碎机江苏瑰宝JA 3003A电子天平上海精天电子仪器有限公司岛津LC-6A高效液相色谱仪CQ-500超声波振荡器常压层析系统Pharmacia公司2.实验试液制备2.1 标准品溶液制备准确称取紫杉醇(Taxol)标准品(纯度≧97%)5.00mg于50mL 容量瓶,加入甲醇定容摇匀,配制成0.10mg/mL的标准溶液。
用HPLC 检测。
2.2 样品试液制备采集新鲜红豆杉枝叶,清水洗净,于60℃烘箱内干燥至恒重,用粉碎机粉碎,过14目筛。
准确称取过筛后的样品5.00g于50mL广口具塞三角瓶内,加入50mL乙酸乙酯-丙酮混合液(体积比1:1,下同),超声萃取30min,取上清液。
沉淀再加50mL乙酸乙酯-丙酮混合液超声萃取30min,取上清液,合并两次上清液,将提取液离心15min,转速4000r/min。
离心后取上清液加入5%活性炭粉,充分搅拌,待色素吸附完后进行真空抽滤,滤液用旋转蒸发器在40℃下蒸发至剩余少量液体。
加入石油醚(体积比1:1)充分振荡30min,静置5min,脱脂。
萃取余液用三氯甲烷(体积比2:1)充分振荡30min,萃取滤液在30℃下减压浓缩蒸干,然后用15mL甲醇溶解,制备液经0.45μm过滤器过滤,得浸膏滤液,HPLC外标法测定紫杉醇含量,均分5等份,作好标识,备用。
3.实验方法3.1 分离方法3.1.1 液-液萃取取浸膏滤液,加入二氯甲烷(浸膏/二氯甲烷的重量比为1:50),充分溶解,再加入与二氯甲烷等量的水。
红豆杉提取物紫杉醇
红豆杉提取物紫杉醇是一种非常重要的化学物质,它对人体具有
多种好处,例如抗癌、降低胆固醇、抗菌等。
在本文中,我们将深入
探讨红豆杉提取物紫杉醇的相关信息,以期让读者更深入地了解这一
化学物质。
首先,让我们来了解一下红豆杉提取物紫杉醇的背景。
红豆杉是
一种生长在我国南方山区的珍稀树种,其提取物中含有大量的紫杉醇。
紫杉醇是一种二萜化合物,其化学式为C20H24O2,分子量为304.409。
因其结构独特,它可以干扰细胞分裂,抑制癌细胞生长,被广泛应用
于临床肿瘤化学治疗。
其次,让我们来探讨一下红豆杉提取物紫杉醇的药理作用。
紫杉
醇是广谱抗肿瘤药,可以阻止肿瘤细胞的生长和复制,同时对正常细
胞伤害较小,因此被广泛应用于肿瘤化学治疗。
此外,紫杉醇还可以
降低胆固醇、降血糖、抗菌等作用,被广泛运用于药品、保健品等领域。
最后,让我们来了解一下红豆杉提取物紫杉醇的应用前景。
随着
临床肿瘤化学治疗技术的发展和人们对健康的关注度不断提高,红豆
杉提取物紫杉醇的应用前景越来越广阔。
未来,我们可以预见,它将
成为肿瘤疾病治疗的重要手段之一,同时也将为人们提供更好的保健
产品。
总之,红豆杉提取物紫杉醇是一种非常重要的化学物质,具有多
种好处。
通过深入了解其背景、药理作用以及应用前景,我们可以更
好地了解这一化学物质,更好地运用它为人类健康事业做出贡献。
文章标题:红豆杉的愈伤组织提取紫杉醇的研究与应用一、引言红豆杉作为一种重要的天然植物资源,其愈伤组织作为提取紫杉醇的重要来源,一直备受关注。
本文将从红豆杉的愈伤组织性质、紫杉醇的提取方法和应用研究三个方面展开讨论。
二、红豆杉的愈伤组织性质1. 红豆杉的愈伤组织特点红豆杉的愈伤组织在组织结构、生长特性和代谢活性等方面具有独特性,为紫杉醇的提取提供了重要的基础条件。
2. 愈伤组织的培养条件对红豆杉愈伤组织的培养条件进行详细介绍,并探讨对紫杉醇含量和生长速率的影响。
三、紫杉醇的提取方法1. 传统提取方法介绍传统的红豆杉愈伤组织提取紫杉醇的方法,并对其优缺点进行分析和评价。
2. 新技术的应用介绍目前在红豆杉紫杉醇提取中使用的新技术,如超临界流体萃取、微波辅助提取等,并对其效果进行评估。
4. 紫杉醇的应用研究1. 化学成分和药理作用对紫杉醇的化学成分、药理作用进行详细阐述,从分子水平和整体作用机制上揭示其多功能性。
2. 临床应用和前景展望介绍紫杉醇在临床上的应用情况和治疗效果,并展望其在肿瘤治疗、抗癌药物开发方面的前景。
五、个人观点和总结红豆杉的愈伤组织提取紫杉醇作为一种重要的研究领域,具有广阔的应用前景和深远的意义。
在未来的研究中,应充分利用现代生物技术和化学技术,不断提升紫杉醇的提取效率和纯度,以更好地发挥其药用价值。
通过深入研究红豆杉的愈伤组织提取紫杉醇,我们对该过程的原理和应用有了全面的认识和了解。
这样的了解对于我个人来说具有非常重要的意义。
希望通过文章的阐述能够让更多的人了解并重视这一研究领域,从而推动相关科研工作的进展。
结束语通过本文的详细介绍和讨论,相信读者对红豆杉的愈伤组织提取紫杉醇的研究与应用有了更深入的了解。
同时也希望本文的内容能够对您的学术研究和实践工作有所帮助。
期待更多的科研人员和爱好者能够加入到这一领域的研究和探讨中,共同推动红豆杉愈伤组织提取紫杉醇领域的发展与进步。
红豆杉作为一种重要的天然植物资源,其愈伤组织提取紫杉醇的研究和应用正在逐渐受到人们的关注。
从红豆杉中分离得到的紫杉醇深度探讨红豆杉中的紫杉醇1. 紫杉醇的来源及功效红豆杉,作为一种常见的中药材,其树皮和树叶中含有丰富的紫杉醇成分。
紫杉醇是一种有效的抗癌药物,常被用于治疗乳腺癌、卵巢癌、非小细胞肺癌等多种癌症。
其独特的化学结构和抗肿瘤活性使其成为医学界广泛关注的研究对象。
2. 紫杉醇的提取工艺为了从红豆杉中分离得到紫杉醇,需要经过一系列复杂的工艺流程。
通过溶剂萃取或超声波提取等技术,从红豆杉的树皮和树叶中提取出含有紫杉醇的原料。
随后,经过结晶、析出、过滤等步骤,最终得到纯度较高的紫杉醇产品。
3. 紫杉醇的药理作用及应用紫杉醇通过与微管蛋白结合,阻断了肿瘤细胞有丝分裂的过程,从而抑制了肿瘤的生长和扩散。
紫杉醇还对某些肿瘤细胞具有诱导凋亡的作用,进一步增强了其抗肿瘤效果。
紫杉醇被广泛应用于临床治疗,为患者带来了希望。
4. 紫杉醇的研究进展及展望随着科学技术的不断进步,对于紫杉醇的研究也在不断深入。
科学家们通过改进提取工艺、合成新的衍生物、探索新的抗肿瘤机制等手段,致力于提高紫杉醇的药效和减少其不良反应。
未来,紫杉醇有望成为更多癌症患者的救命药物。
总结与回顾本文围绕红豆杉中分离得到的紫杉醇展开深入探讨,首先介绍了紫杉醇的来源及其功效,随后从提取工艺、药理作用和应用等角度进行了详细阐述。
对紫杉醇的研究进展和展望进行了展望。
通过全面深入的分析,使我更加全面、深刻和灵活地理解了红豆杉中的紫杉醇。
个人观点与理解作为文章写手,我对红豆杉中的紫杉醇有着浓厚的兴趣。
紫杉醇作为一种天然的抗肿瘤药物,在临床应用中取得了显著的疗效,对于抗癌事业具有重要意义。
我坚信随着科学的不断进步,对于红豆杉中的紫杉醇的研究会取得更多突破,为医学领域带来更多惊喜。
希望通过我对这一主题的深入探讨,能够为您带来新的启发和理解。
紫杉醇作为红豆杉中的主要活性成分,具有广泛的抗肿瘤活性,被广泛用于治疗乳腺癌、卵巢癌、非小细胞肺癌等多种癌症。
红豆杉细胞培养及抗癌新药紫杉醇形成的调控的开题报告一、课题研究背景红豆杉和紫杉醇作为抗癌药物备受关注。
红豆杉是紫杉树科植物红豆杉Taxus chinensis Rehd.et Wills的树皮、枝条、叶片等部位含有的一种生物活性化合物,广泛应用于肿瘤、心脑血管等领域的治疗中,为现今世界上研究最深入、应用最广泛的天然植物药之一。
紫杉醇是红豆杉中含量极高的一种四环二萜类天然产物,因其抗肿瘤活性而成为研究热点,开展了广泛的临床研究和应用。
然而,红豆杉和紫杉醇的采集量较低、提取纯度和产率低,导致红豆杉资源短缺、价格高昂。
因此,进行红豆杉的细胞培养和代谢工程研究有望为红豆杉的产业化生产提供有效途径,实现红豆杉的可持续利用。
同时,对紫杉醇的合成途径和调控机制进行深入研究,有助于开发新型抗肿瘤药物。
二、研究内容与方法本课题将以红豆杉细胞(或组织)为材料,从以下几个方面进行研究:1. 红豆杉细胞的培养和增殖:建立高效的红豆杉细胞或组织培养体系,包括优化培养基、控制生长因子浓度和生长时期等。
2. 紫杉醇代谢途径的分析与优化:采用代谢组学方法,结合生理生化指标分析,解析红豆杉中紫杉醇的代谢途径和各类代谢物之间的关系,鉴定紫杉醇合成关键酶和限制因素,发掘重要基因和代谢调控网络。
3. 细胞代谢工程研究:基于代谢途径分析的结果,运用转基因技术对红豆杉进行代谢工程改造,增加紫杉醇的合成速率和产量。
4. 抗癌新药开发:基于代谢工程优化的红豆杉细胞,开发抗癌新药,并进行体外和体内活性评价。
三、研究意义和创新点本课题将建立高效红豆杉细胞培养和紫杉醇代谢途径分析方法,解析红豆杉中紫杉醇的合成机制及其调控。
并在此基础上进行细胞代谢工程,应用新策略筛选关键基因,重构代谢途径,提高产量和合成速率,实现对紫杉醇的生物转化。
最终研制具有广泛临床应用前景的新型抗癌药物,具有重要的实践和社会意义。
四、预期成果1. 建立高效的红豆杉细胞或组织培养体系,实现稳定的细胞生长和代谢状态;2. 解析红豆杉中紫杉醇的代谢途径和调控机制,筛选关键基因和代谢调控网络;3. 进行细胞代谢工程,提高紫杉醇合成的产量和速率;4. 开发新型抗癌药物,并进行体外和体内活性评价,为临床应用提供前期的支持。
收稿日期:2012-04-23;修回日期:2012-05-13基金项目:国家自然科学基金青年基金项目(200906036);国家自然科学基金面上项目(20776058)作者简介:于小青(1982-),女,山东潍坊人,硕士研究生。
研究方向:植物次生代谢与调控。
△该作者目前就读于华中科技大学生命科学与技术学院,系2009级本科生。
*通讯作者:付春华。
E-mail:fuch2003@126.com ·研究报告·ORCA3转录因子对红豆杉细胞中紫杉醇生物合成的影响*于小青1,杨海燕△,张蒙1,栗茂腾1,2,付春华1,2*,余龙江1,2(1.华中科技大学生命科学与技术学院,资源生物学与生物技术研究所,湖北武汉430074;2.华中科技大学分子生物物理教育部重点实验室,湖北武汉430074)摘要:ORCA3是一个受MeJA诱导的调控植物基础和次生代谢的转录调控因子。
本文拟探讨ORCA3转录因子对红豆杉细胞中紫杉醇生物合成的影响,旨在为创制紫杉醇稳定高产的红豆杉细胞系,解决细胞大规模培养中紫杉醇含量低的瓶颈问题提供参考。
从长春花中克隆ORCA3基因后,采用农杆菌介导法转入红豆杉细胞中,通过PCR、组织化学活性染色等检测法,筛选得到20余株转基因细胞系。
HPLC检测转基因细胞系内紫杉醇含量表明:与阴性对照相比,转基因细胞系的紫杉醇含量增加了0.5 2.5倍,最高可达159.315μg/g。
因此,ORCA3转录因子可以调控红豆杉细胞中紫杉醇合成。
关键词:红豆杉;遗传转化;ORCA3;紫杉醇中图分类号:Q789文献标识码:A文章编号:1008-0457(2012)03-0189-05紫杉醇(Taxol)是一种重要的抗肿瘤药物,由于它在红豆杉植物中含量极低(约为0.01%),市场供求矛盾突出[1]。
目前,紫杉醇主要靠天然提取和化学半合成法获得,这两种方式均需要依赖有限的红豆杉资源。
因此,细胞大规模培养方法被认为是生产紫杉醇最有希望的替代途径之一[2]。
国内外学者对细胞大规模培养生产紫杉醇的各技术环节进行了深入探讨,建立了许多提高细胞培养中紫杉醇产量的工艺方法[3-6],但尚未用于产业化生产,主要问题是细胞系培养过程中紫杉醇含量下降,产量不稳定。
因此,创制紫杉醇稳定高产的红豆杉细胞系是解决这一瓶颈问题的关键[7]。
转录因子是植物次生代谢最为重要的调节环节之一,有效的转录调控可大幅度提高次生代谢产物的合成[8]。
ORCA3(Octadecaniod-derivative Responsive Catharanthus AP2-domain protein)是一个受茉莉酸甲酯诱导的植物基础和次生代谢的转录调控因子,长春花细胞中过量表达ORCA3促使长春碱的含量提高了100倍[9]。
本文拟克隆长春花ORCA3,并利用根癌农杆菌介导法将该基因导入到红豆杉细胞,以探讨ORCA3对紫杉醇产量的影响,为创制高产紫杉醇新种质奠定基础。
1材料与方法1.1材料转化受体材料为实验室长期继代保存的曼地亚红豆杉(Taxus media cv.Hicksii)细胞。
每25d 继代1次,细胞继代培养基配方为:B5+3%蔗糖+0.2mg/L二氯苯氧乙酸+0.5mg/Lα-萘乙酸+0.5mg/L6-苄基嘌呤,固体培养基添加1%琼脂,pH为5.8。
培养温度为(24ʃ1)ħ,暗培养。
长春花(Catharanthus roseus)实生苗叶片用于ORCA3基因克隆。
克隆所用载体为pGEMT;植物表达载体为pBI121。
山地农业生物学报31(3):189 193,2012 Journal of Mountain Agriculture and Biology1.2方法1.2.1DNA提取参照李荣华等[10]的SDS-CTAB法提取长春花和红豆杉细胞基因组DNA。
1.2.2ORCA3基因克隆根据NCBI中的ORCA3基因序列(AF485783)设计引物:ORCA3-ybF:5’-AAgagctcATGTCCGAAGA AATCATT-3’(引入Sac I位点);ORCA3-ybR:5’-AActcgagTTA-ATATCGTCTCTTCTT-3’(引入Xho I位点),以长春花总基因组DNA为模板扩增ORCA3基因。
PCR 程序为:95.0ħ3mins,94.0ħ30s,52.0ħ30s,72.0ħ1mins。
以上35个循环。
最后72.0ħ延伸10mins。
1.2.3细胞杉细胞的遗传转化中国红豆杉细胞遗传转化按照实验室前期建立的体系进行[6]:菌液OD600=0.6,侵染时间25min,培养48h(温度21ħ)后,用含100mg/L头孢霉素的无菌水冲洗10 s,然后将材料转至含300mg/L头孢霉素的抑菌培养基上,两周后转至含150mg/L卡那霉素筛选培养基上培养,筛选5个周期后的阳性转基因细胞株用于后续试验。
1.2.4转基因细胞株的PCR检测以ORCA3-ybF和ORCA3-ybR为引物,转基因细胞株总DNA 为模板,扩增ORCA3基因。
PCR程序同2.2.2。
1.2.5紫杉醇的提取与检测紫杉醇的提取参照Li等[11]的方法进行,HPLC条件为:C18柱(4.6ˑ150mm,Agilent,USA);柱温25ħ;227nm检测;用甲醇ʒ水=70ʒ30体系作流动相;流速为1mL/ min。
所用HPLC仪为法国Gilson公司全自动高效液相色谱仪,紫杉醇标准品由美国NCI提供。
每个样品测定3次,计量资料以均数ʃ标准差表示,两组间均数比较采用t检验,P<0.05为差异有统计学意义。
2结果与分析2.1转录因子ORCA3基因克隆及表达载体的构建以长春花(Catharanthus roseus)叶片总DNA为模板,利用ORCA3-ybF/ORCA3-ybR特异引物PCR扩增后在500 800bp之间获得1条明亮的条带(图1)。
测序分析发现,获得的基因片段大小为603bp,基因序列与长春花中报道的序列一致。
之后,利用XbaⅠ和SmaⅠ酶功位点将ORCA3基因构建到PBI121载体上,并转化根瘤农杆菌EHA105。
含有ORCA3基因的EHA105阳性菌株用于转化红豆杉细胞。
注:M.DNA Marker DL5000;1 2.长春花总DNA PCR产物图1长春花ORCA3基因的PCR产物电泳图Fig.1PCR profile of ORCA3gene from Catharanthus roseus 2.2转基因细胞株的筛选与放大培养转化后的红豆杉细胞在筛选培养基上,培养1个月后,细胞团内部大部分细胞逐渐褐化,同时褐化细胞周围长出颜色较浅的新细胞团(图2A)。
将新长出的细胞继续进行继代筛选培养,抗性细胞生长较快,呈鲜亮的乳白色;假阳性细胞色泽较暗,呈褐色,生长很慢,逐渐死亡(图2B)。
将抗生素筛选得到的细胞团进行进一步扩大培养(图2C),得到较大生物量的转基因细胞株20余株,用于后续转基因细胞的鉴定及外源基因的表达分析研究。
2.3红豆杉转基因细胞株的PCR鉴定及GUS组织活性染色随机选取5株筛选培养5个周期的抗性细胞,对外源基因ORCA3进行扩增,结果表明,转基因红豆杉细胞总DNA中,均能成功扩增出外源转录因子ORCA3片段(图3),证明外源目的基因能稳定地整合到植物基因组中。
对上述5株转基因细胞及对照细胞进行GUS 染色,结果表明,抗性细胞呈现蓝色,而未转化的对照组细胞则为乳白色或半透明色(图4),并且挑取的细胞几乎全部变蓝,说明细胞转化和筛选的效果良好,外源基因已经在红豆杉细胞内成功表达。
2.4转基因细胞株紫杉醇含量检测对上述5个红豆杉基因工程细胞株进行紫杉醇含量测定,结果表明,紫杉醇标准品的出峰时间为6.701min(图5),对照组未转化的红豆杉细胞中紫杉醇含量为63.8μg/gDW,转空载体的细胞091山地农业生物学报2012年注:A.筛选第1个周期;B.小愈伤团法筛选第2个周期;C.细胞扩繁图2转化红豆杉细胞的抗性筛选与放大培养(Bar =5mm )Fig.2Resistance screening of transformed Taxus cell lines (Bar =5mm )注:M.DNA Maker DL5000;1.含ORCA3质粒;2.未转化红豆杉细胞;3 7.转基因红豆杉细胞图3转基因细胞PCR 鉴定Fig 3PCR identification of transgenic cell lines注:1.对照组未转化细胞;2.转空载体细胞;3 7.不同的转基因细胞株图4转基因细胞的GUS 组织化学染色Fig.4GUS activity staining of transgenic cell lines株的含量与未转化细胞差别不大,为78.3μg /g DW 。
检测的转基因细胞样品中紫杉醇含量有3株高于对照未转化细胞(图6),最高为159.315μg /g ,为对照组的2.5倍;有1株与对照含量相当,有1株仅为对照含量的1/3,说明通过转入ORCA 3转录因子,可以得到紫杉醇含量提高的红豆杉转基因细胞系。
图5紫杉醇标准品HPLC 色谱图Fig.5HPLC chromatogram of taxol standard191第3期于小青,等:ORCA 3转录因子对红豆杉细胞中紫杉醇生物合成的影响注:同一列上方有相同字母表示差异不显著(P≤0.05);1.阴性对照;2.转空载体细胞株;3 7.转基因细胞株图6转基因细胞株紫杉醇含量测定Fig.6Taxol yield of different transgenic cell lines3讨论转录因子调控为上游事件,可以同时对多个合成途径调控,往往有一因多效的作用[12]。
特定产物的生成与否、量的多少主要由参与其合成的多个酶蛋白的活性所决定,而这些相关酶的表达受到相应的转录因子调节。
转录因子的基因工程被认为是植物次生代谢遗传改良的有效途径,随着植物次生代谢调控机制的阐明,特别是随着调节特定次生代谢物合成的转录因子的分离和功能鉴定,转录因子基因工程将为人类开发利用有效次生代谢物这一巨大的宝库提供更为有效的手段[13]。
近年来,转录因子调控次生代谢的研究越来越多[8]。
OR-CA3属于AP2家族转录因子,在长春花中超表达,使长春花碱含量提高约100倍。
本文通过克隆长春花转录因子ORCA3基因,并通过农杆菌导入法将该基因成功导入红豆杉细胞基因组中,经检测表明,转基因细胞株中紫杉醇含量有3株高于野生型,最高为159.315μg/g,为对照组的2.5倍,而长春花中超表达ORCA3,可使长春碱的含量提高100倍。
超表达同一基因,对产物的合成影响差别很大,一方面可能是单一因子作用不明显。