野葛是一種藥食兩用的野生豆科植物,其根含有豐富的結構奇特的異黃酮類次生代謝物,這些化合物表現出良好的藥用價值,例如其中的葛根素具有預防心血管疾病與降血脂等功效。異黃酮類化合物分子母核相對保守,其分子的修飾化反應決定了該類化合物生物活性的特異性,野葛根中含有獨特的異黃酮分子修飾化酶例如含有特有的糖基轉移酶與甲氧基轉移酶等,挖掘這些特異的修飾化酶基因,為將來創制異黃酮類新藥提供一個必要的基因資源。
圍繞野葛異黃酮修飾酶基因的挖掘研究,中國科學院植物種質創新與特色農業重點實驗室天然藥物生物合成學科組王欣助理研究員在章焰生研究員的指導下,分別建立了野葛根與葉的轉錄組學數據庫,通過比較轉錄組學研究,發現了其中3148個基因相對于葉在根中上調表達、2011個基因表達水平下調,而其中在根中特異表達的糖基轉移酶基因有22個、甲氧基轉移酶基因45個;通過進化樹分析以及功能預測分析,預測了這些侯選基因的功能反應;該研究組下一步擬進一步利用所建立的數據庫信息,通過生物化學分析以及植物轉基因技術,分析這些侯選修飾酶基因的功能。科學資源應當共享,該研究組創建的野葛植物轉錄組學數據庫序列信息已提交至國際NCBI(www.ncbi.nlm.nih.gov)GenBank數據庫,相關的成果也已發表在國際植物細胞學雜志Plant Cell Report上。
野葛植物異黃酮物質修飾化反應