黄芪作为常用中药,其野生资源正在枯竭,现主要依赖人工栽培,不过与野生黄芪相比栽培黄芪存在有效成分含量低、抗病性下降的缺点。总黄酮是膜荚黄芪的主要有效成分之一,具有抗氧化等明确的药理活性。苯丙氨酸解氨酶(PAL)是植物物苯丙烷次生代谢途径的第一个关键酶和限速酶,PAL活性与植物的黄酮含量和抗逆性呈正相关。本项目组首次克隆了膜荚黄芪PAL基因(EF567076);建立了膜荚黄芪子叶节转基因再生体系;通过农杆菌介导的遗传转化法将PAL基因转化到膜荚黄芪,实现了PAL基因在膜荚黄芪中的超量表达;获得了总黄酮含量高、抗白粉病性强的转PAL基因膜荚黄芪种质;其总黄酮含量是对照的1.26倍,抗病性达2级以上,为选育优质、抗病性强的膜荚黄芪新品种提供了亲本材料。另外我们克隆了膜荚黄芪PAL基因下游与黄芪黄酮类合成相关的5个基因,为进一步揭示转PAL基因黄芪总黄酮合成的分子机制提供了基因资源;进行了黄芪和芦荟的不定根培养研究,为黄芪和芦荟的不定根作为转PAL基因受体(植物生物反应器)来提高黄酮含量奠定了基础。本研究对利用现代生物技术提高黄芪中黄酮类含量, 探索黄芪黄酮类工业化生产的可行途径奠定了基础。
英文主题词Astragalus membranaceus; PAL; flavonids; gene; adventitous root