槟榔碱合成前体物质的空间分布及槟榔碱合成通路解析

为探究槟榔中的生物活性成分,本研究以不同组织的槟榔为材料,利用高效液相色谱-质谱联用技术进行了非靶向代谢组学检测,经过定性分析,共获得了158个代谢物(包括氨基酸、脂质、核苷酸、生物碱和类黄酮等物质),首次在槟榔中发现槟榔次碱己糖苷的存在,并对氨基酸和生物碱进行了相对定量,发现芳香族氨基酸和支链氨基酸主要分布在种子中;烟酸衍生物在叶片中含量较高,槟榔次碱己糖苷和去甲基槟榔碱在外果皮中含量较高,其余生物碱均显示出在果实中尤其是种子中有较多的积累。基于烟酸、葫芦巴碱和槟榔碱的结构相似性,推测槟榔碱的合成通路是以天冬氨酸为起点,以烟酸、葫芦巴碱为基本骨架进行合成的。

番茄甾体生物碱合成酶基因SlERT1b的功能验证及转录调控

绿色番茄中的甾体生物碱主要以α-番茄碱(α-tomatine)形式存在,使得果实带有苦味而不适宜食用。在果实成熟过程中,α-番茄碱会通过一系列酶促反应生成七叶皂苷A(esculeoside A),使果实适宜食用,然而这一代谢途径尚未被完全解析。本课题组在先前研究中鉴定出一个参与这一代谢途径的糖基转移酶SlERT1b,本研究通过番茄的遗传转化实验研究SlERT1b的功能,并利用LC-MS检测其中的甾体生物碱,验证该基因可发挥糖基转移酶的功能。此外,施加外源乙烯和乙烯抑制剂1-MCP后,发现乙烯可调控SlERT1b基因,并影响甾体生物碱的合成途径。同时鉴定出可以调控SlERT1b基因的转录因子SlJERF1和SlAREB2。该研究结果为今后番茄遗传育种提供理论基础。