三七皂苷合成取得進展

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來源：昆明植物所

2019-03-03

三七（Panax notoginseng）隸屬于五加科人參屬，是中國特有的一種傳統(tǒng)名貴中草藥，也是云南最重要的大宗藥材之一。其主要的活性成分為三七總皂苷，具有較好的抗炎、抗腫瘤、抗動脈粥樣硬化和降血壓、降血糖等藥理活性。

三七（Panax notoginseng）隸屬于五加科人參屬，是中國特有的一種傳統(tǒng)名貴中草藥，也是云南最重要的大宗藥材之一。其主要的活性成分為三七總皂苷，具有較好的抗炎、抗腫瘤、抗動脈粥樣硬化和降血壓、降血糖等藥理活性。三七總皂苷在三七根中的含量較低，通常需要三年或以上的種植時間來積累，這也是生產(chǎn)上三七需要生長到三年才能達到采收要求的原因。但是這種三七總皂苷的積累隨著生長年限的增加而增加的分子機理不清楚；而且，目前對三七皂苷合成酶基因的了解也較少，極大地限制了三七皂苷生物合成的研究。

中國科學(xué)院昆明植物研究所功能基因組學(xué)與利用團隊吳勁松課題組聯(lián)合云南農(nóng)業(yè)大學(xué)朱書生團隊，利用分析化學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)和分子生物學(xué)深入分析了一年生和三年生三七總皂苷合成的特點。研究結(jié)果表明：三七皂苷R1， Rb1， Rg1在三年生三七根中的含量較高，是一年生根中含量的八倍多；與此對應(yīng)的，皂苷的合成酶基因鯊烯氧化酶、達瑪烯二醇合成酶以及P450 單加氧酶（CYP716A53V2-like）的表達水平在三年生三七中均顯著提高。同時轉(zhuǎn)錄組的數(shù)據(jù)還表明，三年生三七的初級產(chǎn)物合成和代謝能力降低了，而次級產(chǎn)物合成和代謝的能力提高了。最后，該研究還克隆了三七中的達瑪烯二醇及原人參二醇可能的合酶基因，通過基因轉(zhuǎn)化的方法，驗證了它們的功能，并獲得了高產(chǎn)達瑪烯二醇和原人參二醇的栽培煙草。

該研究初步揭示了三年生三七中的皂苷含量較高的分子機理，為下一步高產(chǎn)三七皂苷的生物工程合成奠定了基礎(chǔ)。該研究以Transcriptome analysis of 1- and 3-year-old Panax notoginseng roots and functional characterization of saponin biosynthetic genes DS and CYP716A47-like 為題目，發(fā)表于植物學(xué)期刊Planta。李建和馬嵐為該研究的共同第一作者，吳勁松為通訊作者。該研究是在云南省重大科技專項（No.2016ZF001）的資助下完成的。

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