以提高灯盏花素含量为目标的云南短葶飞蓬代谢工程育种研究

灯盏花类药品对缺血性心脑血管疾病疗效显著，黄酮类化合物灯盏花素是其主要活性物质基础。药用植物短葶飞蓬是提取灯盏花素的主要原料来源。无序采挖使云南短葶飞蓬野生资源面临枯竭，已影响到灯盏花生物药品的规模化生产。人工种植存在种苗繁殖慢、种质退化等问题；化学合成则由于高成本而难于产业化。通过遗传工程技术在分子水平上调控代谢途径，开展以提高灯盏花素产量为目标的代谢工程育种是解决其巨大供求矛盾，促进野生资源可持续利用的有效策略。本研究拟克隆灯盏花素生物合成途径中的关键酶编码基因，深入研究其体外催化功能和体内调控作用，分析基因表达和目标化合物含量的相关性；建立根癌农杆菌介导的短葶飞蓬转基因体系，构建植物表达载体转化外植体，过量表达关键酶编码基因，激活合成途径，促进代谢流向目标产物流动，提高灯盏花素含量。同时对经过遗传改良的转基因短葶飞蓬进行药效学和毒理学评价，以确保代谢工程产品和野生植物具有"同质性"。

灯盏花类药品对缺血性心脑血管疾病疗效显著，黄酮类化合物灯盏花素是其主要活性物质基础。药用植物短葶飞蓬是提取灯盏花素的主要原料来源。通过遗传工程技术在分子水平上调控代谢途径，开展以提高灯盏花素产量为目标的代谢工程育种是解决其巨大供求矛盾，促进野生资源可持续利用的有效策略。本研究通过转录组测序共得到182,527条unigene，平均长度为738bp。MeJA处理后的灯盏花在3h和12h后分别有238条（200条上调，38条下调）和513条（375条上调和138条下调）表达差异基因。通过共表达分析，筛选得到13条潜在参与黄酮代谢的关键基因，并且分析得到代谢酶CHI和CHS为灯盏乙素限速步骤。克隆CHI和CHS，通过RNAi验证基因体内功能，转化得到CHI和CHS的共表达灯盏花株系，以达到提高灯盏花品质的目的。