暴马桑黄三萜合成相关基因挖掘及关键基因功能研究

[目的]暴马桑黄(Sanghuangporus baumii)是一种珍贵的药用真菌,具有多种药用功效,其中三萜是衡量暴马桑黄药用价值高低的关键指标。自然条件下三萜产量较低,限制了其在医疗保健行业的应用。因此,如何解决暴马桑黄三萜产量低的问题成为研究的目标。[方法]基于不同发育阶段暴马桑黄三萜含量存在显著差异,采用组学联合分析挖掘三萜合成关键基因,通过茉莉酸甲酯(MeJA)诱导方式对关键基因进一步精确筛选。利用PCR技术克隆关键基因全长,采取农杆菌介导转化方法获取关键基因过表达菌株,分光光度计法测定过表达菌株总三萜含量和药理活性。[结果]组学联合分析发现了一个三萜合成显著关联区,共涉及 22 个三萜代谢物和 8 个相关基因。MeJA诱导三萜差异表达显示,8 个相关基因中异戊二烯焦磷酸异构酶(isopentenyl diphosphate isomerase,IDI)基因和鲨烯环氧酶(squalene epoxidase,SE)与总三萜含量呈显著正相关。选取三萜合成上游IDI基因进行PCR克隆,获得 792 bp开放阅读框(Open Reading Frame,ORF)。将IDI基因在暴马桑黄中过表达后,得到总三萜含量比野生菌株提高 11.42 mg/g的转基因菌株。药理活性分析表明,IDI基因过表达的三萜高产菌株在抗氧化和降血脂方面更具优势。[结论]通过对暴马桑黄三萜合成相关基因挖掘及关键基因功能研究,证实了IDI基因在暴马桑黄三萜合成途径中的正向调控作用,为培育暴马桑黄高价值菌株提供理论依据。