新方法使番茄规模化生产天然化合物
时间:2015-11-04 20:43 来源:约翰英纳斯中心 作者:张杨、Eugenio Butelli 点击:次
英国约翰英纳斯中心的科学家发现了一种在番茄中高效生产大量有益天然化合物白藜芦醇和染料木素的方法。白藜芦醇存在于葡萄酒中,动物实验表明其可能延长寿命;染料木素存在于大豆中,被认为有助于防治与类固醇激素相关的癌症,尤其是乳腺癌。 根据约翰英纳斯中心著名植物代谢学家Cathie Martin实验室的张杨(音译)和Eugenio Butelli博士的研究,一个番茄能产生相当于50瓶红酒所含的白藜芦醇,以及相当于2.5千克豆腐所含的染料木素。 两位博士一直在研究一种在拟南芥中发现的蛋白质AtMYB12。该蛋白质能激活一系列基因,这些基因参与植物负责生产天然化合物的代谢途径。AtMYB12的作用类似于水龙头——根据其含量增加或减少天然化合物的生产。 在番茄中引入该蛋白质后,效果显著:它不仅增强了植物生产天然化合物的能力,还影响了植物用于生产这些化合物的能量及碳的分配。响应AtMYB12,番茄生产更多的苯丙素类和黄酮类化合物,并在此过程中投入更多能量。 将AtMYB12与参与代谢的基因共同引入番茄,使得每克番茄产生净重80毫克的新型化合物——这意味着工业化规模生产成为可能。 番茄是高产作物,权威统计显示其最高产量可达每公顷500吨,且投入较少。因此,相比实验室人工合成或从植物中少量提取,该方法是一种更经济的生产方式。番茄采收后可榨汁,目标化合物可从果汁中提取。这表明番茄本身可能成为增加营养和药用益处的来源。 Cathie Martin教授表示:“我们的研究为在植物中规模化生产有价值的苯丙素化合物及其他源于芳香族氨基酸的产品提供了一个通用工具。这项工作对植物学基础研究、植物(微生物)工程、药用植物天然产品以及饮食健康研究等领域均有帮助。” 张杨指出,高价值的药用植物往往难以种植和管理,需要较长的栽培时间才能生产所需化合物。“我们的研究提供了一个极佳的平台,在番茄中快速生产这些有价值的药用化合物,目标化合物可从番茄汁中直接提纯。”张杨说,“我们相信,这一设计思路也可应用于萜类化合物、生物碱等其他化合物的生产。” (责任编辑:泉水) |
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