地区：上海市 宝山区
关键词：绍兴市人民医院;上海师范大学
成果类型：其它
成果领域：生物与新医药
成果编号：A2021061000001499
成果描述：
| 丹参是一种主治心血管系统疾病的常用中药。市场需求十分巨大，然而丹参野生资源日益减少，栽培丹参生长周期较长，药用活性成分含量低及品质严重退化等原因，制约丹参酮的实际应用。该课题采用基因工程技术，克隆了5个丹参生长代谢过程中的限速酶，并进行遗传转化，获得了高产丹参酮的发根，极大地拓展了丹参活性产物来源。主要研究内容与结果：该课题克隆获得了丹参酮生物合成相关基因SmHMGR，SmDXR，SmHMGS，SmDXS及SmGGPPS，并进行了遗传分析；利用丹参毛状根转基因技术，重点研究了SmHMGR和SmDXR等基因在丹参酮合成途径中的调控作用，首次将克隆获得的SmHMGR和SmDXR基因构建到双价表达载体并导入发根农杆菌中，通过抗性筛选获得了携带关键酶基因的工程菌。并遗传转化丹参无菌苗获得一批抗性发根，并利用基因共转化策略将SmHMGR和SmGGPPS同时导入丹参发根，获得了丹参酮产量增加4.74倍的稳定发根株系HG9，同时在国际上首次证明丹参酮代谢合成依赖于MEP途径，这些成果为丹参中丹参酮生物合成调控机制阐释和应用提供了重要参考依据，也为其他中药材品质改良提供了良好典范。同时，该研究开展了这些基因的启动子克隆及作用元件的分析，并研究了上游的转录调控因子，从分子水平上深入研究了丹参酮生物合成的代谢调控机理，为后续进一步研究奠定了一定的基础。应用推广及取得的社会效益：该研究筛选获得丹参酮含量显著提高的多个转化发根系，充分展示了利用代谢工程技术来调控丹参中丹参酮的巨大潜力，并后续开展药用活性成分的工业化生产奠定了前期基础，具有很好的应用前景和社会效益。已经有数家单位包括上海中医药大学、苏州大学、江苏省药用植物生物技术重点实验室、成都医学院和绍兴文理学院等单位应用该研究成果建立了丹参活性成分代谢调控平台，为熟练掌握植物关键限速酶的调控技术及利用生物技术途径获取丹参有效成分，奠定了良好的基础，同时相关研究成果还被上海燕拓生物科技有限公司和成都百一生物科技有限公司等企业应用于优化丹参酮等制备提取平台，产生了一定的经济效益和社会效益。该项目共发表SCI论文10篇，总影响因子22.925，总SCI被引用175次。代表性成果发表在国际著名代谢工程杂志Metab Eng(IF 5.614)上。 |
