淫羊藿类黄酮生物合成相关基因研究进展
范雪兰, 落艳娇, 徐超群, 郭宝林
植物学报
2024, 59 ( 5):
834-846.
DOI: 10.11983/CBB23133
淫羊藿(Herba Epimedii)是一种历史悠久的中草药(TCM), 药用价值高, 国内淫羊藿相关研究备受关注。黄酮醇苷类(PFGs)成分是淫羊藿的主要活性物质, 其含量决定了药用品质。了解淫羊藿类黄酮生物合成途径, 挖掘与淫羊藿黄酮醇苷类含量相关的基因, 阐明其生物合成途径的调控机制对于提高淫羊藿品质至关重要。该文系统综述了淫羊藿类黄酮生物合成相关结构基因和转录因子基因研究进展, 为揭示黄酮含量的分子调控机制, 进而为淫羊藿分子育种和黄酮醇苷的合成生物学研究奠定理论基础。
基因名 | 物种 | 功能 | 验证 方法 | 参考文献 | EsFLS | 箭叶淫羊藿 | 在烟草中过表达导致花中黄酮醇含量增加, 花青素含量降低 | a | Zeng et al., 2013a; Huang et al., 2015 | eppsFLS1 | 拟巫山淫羊藿 | 体外功能验证: 分别催化二氢山奈酚和二氢槲皮素生成山奈酚和槲皮素 | b | Pan et al., 2017 | EpFLS3和EsUF3GT | 柔毛淫羊藿 箭叶淫羊藿 | 表达模式与4种主要活性成分的积累模式呈正相关 | a | Huang et al., 2015; Xu et al., 2023 | EsPT2 | 箭叶淫羊藿 | 体外功能验证: 分别催化山奈酚、山奈素和柚皮素生成8-异戊烯基山奈酚、淫羊藿素(8-异戊烯基山奈素)和8-异戊烯基柚皮素 | b | Wang et al., 2021 | EpPT8 | 柔毛淫羊藿 | 体外功能验证: 分别催化山奈酚、槲皮素和芹菜素生成8-异戊烯基山奈酚、8-异戊烯基槲皮素和8-异戊烯基芹菜素 | b | Shen et al., 2022a | EkF8DT3 | 朝鲜淫羊藿 | 体外功能验证: 催化山奈酚生成8-异戊烯基山奈酚 | b | 周景文等, 2023a | EkF4′OMT1 | 朝鲜淫羊藿 | 体外功能验证: 催化8-异戊烯基山奈酚C4′-OH甲基化, 生成淫羊藿素 | b | 周景文等, 2023b | EsUF7GT | 箭叶淫羊藿 | 表达模式与4种主要活性成分的积累模式呈负相关 | a | Huang et al., 2015 | EkF3UGal | 朝鲜淫羊藿 | 体外功能验证: 分别催化淫羊藿素和多种不带异戊烯基类黄酮的C3-OH半乳糖基化, 生成8-异戊烯基山奈素-3-O-半乳糖和类黄酮- 3-O-半乳糖苷 | b | Lyu et al., 2020 | EkF3UGluT | 朝鲜淫羊藿 | 体外功能验证: 分别催化淫羊藿素和多种不带异戊烯基类黄酮的C3-OH葡萄糖基化, 生成8-异戊烯基山奈素-3-O-葡萄糖和类黄酮- 3-O-葡萄糖苷 | b | Lyu et al., 2020 | EkF3URhaT | 朝鲜淫羊藿 | 体外功能验证: 分别催化淫羊藿素和多种不带异戊烯基黄酮醇的C3-OH鼠李糖基化, 生成宝藿苷I和不含异戊烯基的黄酮醇-3-O-鼠李糖苷 | b | Lyu et al., 2020 | EpGT60 | 柔毛淫羊藿 | 体外功能验证: 分别催化8-异戊烯基山奈酚和淫羊藿素的C3-OH鼠李糖基化, 生成宝藿苷II和宝藿苷I | b | Yao et al., 2022a | EpPF3RT | 拟巫山淫羊藿 | 体外功能验证: 分别催化淫羊藿素、8-异戊烯基山奈酚、山奈酚和山奈素的C3-OH鼠李糖基化, 生成宝藿苷I、宝藿苷II、山奈酚- 3-O-鼠李糖苷和山奈素-3-O-鼠李糖苷 | b | Feng et al., 2018 | Ep7GT (EpGT8) | 拟巫山淫羊藿 | 体外功能验证: 分别催化宝藿苷I、宝藿苷II和山奈酚的C7-OH葡萄糖基化, 生成淫羊藿苷、朝藿定A和山奈酚-7-O-葡萄糖苷 | b | Feng et al., 2019 | EsGT1 | 箭叶淫羊藿 | 体外功能验证: 分别催化宝藿苷I和山奈酚的C7-OH葡萄糖基化, 生成淫羊藿苷和山奈酚-7-O-葡萄糖苷 | b | Yang et al., 2020 | EwGGTa | 巫山淫羊藿 | 体外功能验证: 催化鼠李糖2′′-OH位加1分子葡萄糖, 使淫羊藿苷生成朝藿定A | b | 虞沂等, 2022 | EwGGTb | 巫山淫羊藿 | 体外功能验证: 催化鼠李糖2′′-OH位加1分子木糖, 使淫羊藿苷生成朝藿定B | b | 虞沂等, 2022 | EpF3R2"XylT | 柔毛淫羊藿 | 体外功能验证: 催化鼠李糖2′′-OH位加1分子木糖, 分别使淫羊藿苷、宝藿苷I、宝藿苷II和朝藿定A生成朝藿定B、箭藿苷B、大花淫羊藿苷F和淫羊藿苷E | b | Yao et al., 2022b |
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表2
淫羊藿属植物黄酮醇苷生物合成途径基因
正文中引用本图/表的段落
淫羊藿黄酮醇苷类支路基因包括FLS、PT、OMT和UGT。目前, 在箭叶淫羊藿、朝鲜淫羊藿、柔毛淫羊藿、巫山淫羊藿和拟巫山淫羊藿中已发现3个FLS、3个PT、1个OMT和12个UGT基因(表2)。
本文的其它图/表
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