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药用植物长春花是次生代谢研究中的一种重要模式植物。长春花含有130多种重要的萜类吲哚生物碱,其中双吲哚生物碱长春碱和长春新碱具有抗肿瘤功效,单吲哚生物碱阿玛碱、文多灵和长春质碱具有降血压、降血糖和降血脂的作用,但它们在天然长春花植株中含量极低或较低,远不能满足市场需求,使其价格不菲或较为昂贵。文多灵不仅本身具有药用价值,而且是双吲哚生物碱合成的直接前体,能够用于双吲哚生物碱的体外半合成。本课题拟通过遗传转化来大幅度提高长春花中文多灵的含量,以期增加双吲哚生物碱的积累,同时为体外半合成抗癌生物碱提供原料,该研究有望为抗癌药物供不应求的现状提供有效解决途径。
本研究利用豌豆核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶小亚基的TP将文多灵合成途径关键基因d4h和dat的过表达产物定位于叶绿体中,以实现文多灵在叶绿体中的区域性合成和积累。通过尝试不同的侵染方法,建立了长春花愈伤组织和毛状根的遗传转化方法,目前已经获得了单转D4H基因DAT基因以及双转D4H和DAT基因的愈伤组织和毛状根,并对其生物碱含量进行了初步测定。另外,本研究成功将长春花下胚轴再生为完整植株,并成功诱导长春花种子再生出丛生芽,但二者的再生途径还需要进一步的重复和优化,以建立稳定的长春花再生体系。同时也成功由毛状根诱导出胚性愈伤组织。因为文多灵是在绿色组织特别是叶片才能大量合成,所以建立稳定的植株再生体系将为确定研究思路是否可行,以及实现本研究的目标奠定基础。