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          【科研速遞】生科院徐茂軍團隊發表銀杏黃酮合成途徑關鍵基因GbDFR的功能研究成果

          來源 : 生命與環境科學學院     作者 : 倪君     時間 : 2020-07-16      點擊 : 163

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          生科院徐茂軍團隊在Industrial Crops & Products上發表研究成果


          近日,生命與環境科學學院/浙江省藥用植物種質改良與質量控制技術重點實驗室徐茂軍教授團隊在Industrial Crops & Products(IF:4.244)上發表銀杏黃酮合成的最新研究成果“Functional and correlation analyses of dihydroflavonol-4-reductase genes indicate their roles in regulating anthocyanin changes in Ginkgo biloba”。

          銀杏葉提取物含有大量的黃酮類化合物,它們已被證實對各種神經和心血管方面的“老年病”具有良好的臨床治療效果。隨著我國老齡化的到來,作為制藥工業重要原材料的銀杏葉,將會具有越來越高的經濟價值。在銀杏葉含有的大量黃酮類化合物中,只有部分的黃酮具有醫療價值,因此,研究銀杏不同種類黃酮的差異化調控機制,進而提高銀杏葉有效成分的含量具有重要的意義。

          花青素是一類黃酮類化合物,在黃酮合成途徑的一個分支中合成,而DRF(dihydroflavonol-4-reductase)是催化合成花青素的關鍵酶。徐茂軍教授團隊利用已有的銀杏基因組和轉錄組數據,分離克隆了銀杏黃酮合成途徑DFR基因家族中的三個新成員GbDFR4,GbDFR5和GbDFR6?;蚬δ芊治鲲@示,這三個新基因編碼的蛋白都具有DFR酶的活性。蛋白序列分析顯示,新發現的這三個成員比此前發現的三個成員更接近擬南芥DFR蛋白序列。

          為了研究銀杏葉中總黃酮、花青素和GbDFR表達水平之間的關系,課題組做了一系列生理實驗,對不同環境脅迫的銀杏幼苗進行了處理,并測定了總黃酮含量、花青素含量和GbDFR表達水平。結果顯示,NaCl處理的銀杏幼苗顯示出總黃酮和花青素含量增加,并且還誘導了GbDFR基因的表達水平。UV-B照射增加了總黃酮含量,但同時降低了花青素含量和GbDFR表達水平。水楊酸處理在有光和無光下處理結果分別是誘導和抑制總黃酮含量。不管光照條件如何,水楊酸處理均抑制了GbDFR表達水平和花色苷含量,驗證了GbDFR的功能,而GbDFRs過表達材料轉基因煙草的獲得更進一步證明了DFR的功能。轉基因煙草植株表現出相似的較高的DFR酶活性水平,GbDFR4、GbDFR5和GbDFR6的花青素水平明顯高于對照組,不同基因或株系的花青素水平無顯著性差異,同時出現顏色更深的葉片和更紅的花色的表型。這一系列研究表明了GbDFRs在調節銀杏葉花青素含量中的重要作用,并擴展了我們對銀杏樹的環境脅迫響應機制的理解。

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          NaCl處理誘導總黃酮和花青素含量的積累

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          UV-B處理可提高總黃酮含量,但降低花青素含量


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          無論光照條件如何,SA處理都會降低花青素含量


          生命與環境科學學院/浙江省藥用植物種質改良與質量控制技術重點實驗室倪君副研究員為論文第一作者,徐茂軍教授為通訊作者。該工作得到了浙江省自然科學基金項目等項目經費的支持。



          人物簡介:

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          徐茂軍教授


          徐茂軍,教授,碩士研究生導師,浙江省高校中青年學科帶頭人,浙江省杰出青年基金獲得者。主要研究方向為植物細胞與基因工程、藥用植物分子生物學及資源開發利用技術、新型果蔬保鮮技術。主持研究了國家自然科學基金項目、留學回國人員科研基金項目、浙江省高校重大科技攻關項目、浙江省科技攻關重點項目、浙江省自然科學基金項目、杭州師范大學引進人才科研啟動基金等各類項目20余項。在國際刊物發表論文40余篇,獲得國家發明專業3項。獲得浙江省科技進步獎、浙江省高校優秀科研成果獎等多項獎勵。

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