全 文 :书!"#$%&
,2016,36(4):0661-0666
犃犮狋犪犅狅狋.犅狅狉犲犪犾.犗犮犮犻犱犲狀狋.犛犻狀.
!"#$:10004025(2016)04066106 犱狅犻:10.7606/j.issn.10004025.2016.04.0661
%&(
:20160307;)*&%+(:20160414
,-./
:
()*+%,-.)*,-/01234+,./56+,*789:
(RIF201401)
0123
:
; <(1988-),=,>?@A,-B,CDEFGBHIJKLM5N,-。Email:hotboyshuai@126.com
OPQR
:
STU
,
=
,
@ABVW
,
,-X
,
CDEFGBHI,-
。Email:qiudy@caf.ac.cn
456789:;6<=>?@ABCD?EF
! "1,#$%1,& 2,( )1,*+,1
(1.()*+%,-.)*,-/,"Y100091;2.Z![)\]^B_`*abUc2d,Z![)541205)
G H:efg(犃犿犲狀狋狅狋犪狓狌狊犪狉犵狅狋犪犲狀犻犪(Hance)Pilger)hijg+efgklmno。pqefgrijgk
#$sUtulvwMx
,
U,-Ryzefg{|}~g
,
HPLC
Ug。
h HPLC,U。,-LCMSefgl% ¡$¢£
¤¥
,
efgl¦§a¨g
。
z©ªm«¬efg®¯~g
,
,-°±ijg
(犜犪狓狌狊
犫犪犮犮犪狋犪L.)gB$~M²5Ng³´~µ5N(Taxadienesynthasegene,犜犫犜犛)l¶·TBLASTN
¸efg6¹º»¼
,
E½¾¿Àr犜犫犜犛ÁÂ4ÃÄl犃犪狉犜犛犔15N;ÅÆÇÈ¢£犃犪狉犜犛犔1
5NlÉÊËÌ
,
a¨5N®sUg³´~µÉÊ5Nlͯ
。
,-E%ÎB$%ÏnÐѦ¬
efgÒ
~g
,
z}ÓOÔ#$%Î%¢Õ%Ö,-efgl¢Õ%¹× Ø©ÙlUPÚ
。
IJK
:
efg
;
g
;
g³´~µ
;LCMS;ÅÆÇÈ
7LAM$
:Q785;Q789 !NOPQ:
犆犺犲犿犻犮犪犾犪狀犱犕狅犾犲犮狌犾犪狉犅犻狅犾狅犵犻犮犪犾犈狏犻犱犲狀犮犲犚犲狏犲犪犾狊犜犺犪狋犜犺犲狉犲犐狊犖狅
犜犪狓狅犾犻狀犃犿犲狀狋狅狋犪狓狌狊犪狉犵狅狋犪犲狀犻犪(犎犪狀犮犲)犘犻犾犵犲狉
WANGShuai1,SHAOFenjuan1,LILun2,LUQiang1,QIUDeyou1
(1.TheResearchInstituteofForestry,ChineseAcademyofForestry,Beijing100091China;2.GuangxiGuilinXiaolushanEco
logicalAgricultureCo.Lit,Guilin,Guangxi541205,China;)
犃犫狊狋狉犪犮狋:犃犿犲狀狋狅狋犪狓狌狊犪狉犵狅狋犪犲狀犻犪(Hance)Pilgerisonememberof犃犿犲狀狋狅狋犪狓狌狊inTaxaceae.Duetothe
closegeneticrelationshipbetween犃.犪狉犵狅狋犪犲狀犻犪and犜犪狓狌狊sp.,someresearchersthoughtthattaxol
couldbesynthesizedin犃.犪狉犵狅狋犪犲狀犻犪andtestifiedthishypothesisusingHPLCmethod.Thisconclusion
wasjustreachedbasedontheretentiontimeofthepeakintheextractof犃.犪狉犵狅狋犪犲狀犻犪correspondingto
thatofthetaxolstandard,butnotfromanymassspectradata.Inthisstudy,weanalyzedtheextractionof
thestemsandleavesof犃.犪狉犵狅狋犪犲狀犻犪withLCMS,andfoundthattherewasnotaxolintheextraction.In
ordertoproveourhypothesis,犃犪狉犜犛犔1genewasisolatedandclonedbyusingthetaxadienesynthaseof
犜犪狓狌狊犫犪犮犮犪狋犪toTBLASTNthetranscriptomeof犃.犪狉犵狅狋犪犲狀犻犪.Functionalanalysisof犃犪狉犜犛犔1with
prokaryoticexpressionshowedthattheAarTSL1proteincannotcatalyzeGGPP(geranylgeranylpyrophos
phate)totaxadiene,keyintermediaintaxolbiosynthesispathway.Takingtogether,ourchemicalandmo
lecularbiologyevidenceprovedthat犃.犪狉犵狅狋犪犲狀犻犪cannotproducttaxol.Ourresultswilbehelpfultothe
researchworkonthetaxonomicstudyof犃.犪狉犵狅狋犪犲狀犻犪.
犓犲狔狑狅狉犱狊:犃犿犲狀狋狅狋犪狓狌狊犪狉犵狅狋犪犲狀犻犪;taxol;taxadienesynthase;LCMS;prokaryoticexpression
ghmoÛDlsUÜÝÞ4lßÕ~
$
。
gÃàh>gáâ ¡$a¨l
[1]。
1994ã,äATÖÄåæLç
¢£a¨è
ijgk#$sUgéÁx$êë
,
Áa
¨ìíUîïlg
,
ðñäòóU
ôõöⅢ[2]。1996ã,÷øòÖ[3]>Ìjga¨
©géù
。
úû#$%xü%ýþ
,
>
ijg+lefgk#${|¯sUg
。
2014ã,ÿ!Ö[4]ë"#Î HPLCL~
lÐ
$©efgglï
。
ef g
(犃犿犲狀狋狅狋犪狓狌狊犪狉犵狅狋犪犲狀犻犪 (Hance)
Pilger),kqefgk,%efgkhijg+
lmnk
,
{h&ð()*+xêm
[5,6]。
ef
gh,-\./01/
,
U
“
234(
”
l56
,
CD
¢7q(8й9
,
}:;
、
、
Z=Ö>zC
,
{h(?1Û@ABlCDEF#$
。
ijg+
l¢Õ%GHmIJUKL
,
MM:Ö
[7]
E%¢
Õ%NO
,
ijg+PkUM#$¢ªQ©,
-
。
efghRUg
,
¢Õ%¹×{
Um$lSTUV
。
g³´~µ
(Taxadienesynthease,TS)h
g~HIÔWÃÛDlmnµ
,
XJ>qi
jgYZ[l[8],
]GGPP^_g
³´
,
hgB$~JKlmnc`µ
[9]。
aDefgJ>g³´~µ
(TS)5N,bcd
z¬efg|}~g Ø©ÛDl¬û
。
efÿ!>efggUîïlg
J>
,
hhahúû HPLCij>rgk
lmLÁ
(
u
)
nU¨
,
do$n~$
dhg
,
UpqªQªm«¢£
。
úû HPLC®r}¬efghRU
g
。
>%ÐÑ
,
6,-LCMSpq
efgs%t $ªQ¢£
。
>5NÐÑ
,
u
v\ëÇÈpqefgg~lM²
c`µg³´~µ
(TS)5NlÁÂ5NªQ
ͯw¬
。
OÔÏnÐÑl,-efghR¯
~g جû
,
Á{efgl¢Õ¹×
,- ØUlPÚ
。
1 xyrÐ
1.1 RSTU
efgxyp[)\]^B_`*abUc2
d Ø
,5ãBz{|B}~>()*+%,
-.
,
q8¡ãB
ls,Ó
æ
,
êÓJq-80℃2。
qLCMS¢£l10ãBefgl{hp[)
\]^B_`*abUc2d>6¹
Ø
,
,
,
AJ
。
1.2 ;6<=VW
g ¡Ð
húû BalalÐ
Ó
l
[10]。
6¡2gqLCMS¢£lefgl
,
30mLt ,30minÓÔt 。
Ôt
,
¡¢30mL30min
t
,
¡t æ
。
2Gt l£æ¤
¥¦§
。
¤¥¦§Àl¨©$10%lª
£æ£«
。
10mL¬®¯¡2G,°±¬®
²
。
ª²³10mL´µ¯¡t 2G,´µ
²
。
´µ²¤¥¦§
,
À¨©$
。
2mL
£«¨©$
,
Ô OasisHLB¶·,Àl£æ
¦§$¸1mL,LCMS¢£。
1.3 犌犆犕犛X犔犆犕犛AY
ThermoFinnigantraceDSQ ¹Lç
º»¼ GCMS¢£。g/lç¶z
DP5MS(30m×250μmID×0.25μm),w¬/
lç¶z HP5MS(30m ×250μmID ×
0.25μm)。ª½¾LÁ¿À:ª½ÐÁz®¢
Â
,
ÃGª½ 1μL。ĹzŹ,Â`z 1mL/
min。ª½ÆOz250℃。¢ÇW¶z:80℃,
2min;10℃/minl`OÈ210℃;}3℃/
minl`OÈÉ240℃;240℃AÊ3min。Ç·
ÂOz230℃,Ë1ÌgÍOz150℃。
"#ÎÁzÏ"#
,
£ÐÑÒÓ$z3min。
ThermoScientificLTQFTLCMS¼LC
MS ¢ £。g l ç ¶ h SunFire TM
(4.6mmID×150mm,ÔÕð\5μm,C18),¶
h40℃,ÂÖLh5%l×ت£æ}1mL/
minlÂ`ÂÖ。>50min,ÂÖLp5%l×
ت£æÙz100%l×Ø,Ê¢55min。Ú
Ó>10s[,ÂÖLÛÙz5%l×ت£æ,Ü
Ê¢75min。Ýl½m\Þh10μL,ëg
Ílgßàh21nm。SázâySá。
/ULCMSÎ GCMSláûãh»Í
äålXcalibur2.0澪Q΢£。
1.4 456犜犛犔,Z=[\、]^@_`abc
def
°±ijg(犜犪狓狌狊犫犪犮犮犪狋犪L.)gB$
~M²µ-g³´~µ5N (Taxadienesyn
thasegene,犜犫犜犛)lç5趷6¹efgº»
266 ! " # $ % & 36é
¼(
§aÇ
)
ªQTBLASTN¢£,êlunigene
h犆40284,ëìz犃犪狉犜犛犔15N[11]。ûíÓî
RACEï$:AarTSL15NEST:CAGGCACCCTTG
CAACCCAGGCAÎ AarTSL15:CGAACCGTCGC
CCAACTGGTTTTGT。 RACEpqðÀ5
NÏàcDNA。ÅÆÇÈÄ\pET30a(+)lµñ×
@òNdeⅠÎXhoⅠÏnµñ×@,úû5óÎ2
dlSeamlessAssembleCloningKitlôõÓî
ï$lÛ¼ö
(
ï$À÷øù¢
)。
AarTSL1
F:TTTAAGAAGGAGATATACAT ATGGCCAGCGC
TGCTCGGCTÎ AarTSL1R:CAGTGGTGGTGGTG
GTGGTGCTCGAGCTACACTGCAACAGGCTCGAAA
AGGCA犃犪狉犜犛犔15Nl ORF¾¿,O
ÔÁÂÛ¼犃犪狉犜犛犔15NÛ¼pET30a(+)
Ä,
ú;pET30a/AarTSL1ÅÆÇÈÄ\。
1.5 犃犪狉犜犛犔1=_`ab@ghRS
ðûÌüýÚU MEPJK,hIPPÎ
DMPPl~þÿ,MorroneÖ[12] MEPJK
lÏnc`µ5N犇犡犛Î犇犡犚,}é犐犇犐5N!
ñP"#Ó
,
Û¼ pCDFDuetÄ\,Àl
pIRSÛ¼ÕºðûÌü¯$%&IPP Î
DMPPlï。hvÁ GGPP~µ5NÛ
¼pACYCDuetÕÀpGGÛ¼Õ,|}
>ðûÌü~ GGPP。,pGG、pIRS
ÕhpË3`*ð%;((W Ø
。
Õ pGG、pIRS[13]ÎÛ¼Õ pET30a/
AarTSL1?nÕ)ºÅÆÇÈü*ðûÌü
BL21+,_YZ,ðÀ-4ü*。.¡-4¾¿
ü/
,
0o3mL´12、3i12Îõ412
lLB~5,37℃、200r/min56Ô~。
¡500μLÞlüæ&7U50mLTB~
5l89?N:
,
>37℃、200r/min~;3h
OD550;0.6~0.8。&550μL50%lÒü<
=Î5mLl10×>è?@æ,>18℃、200r/min
~ 1h A ü æ B C。& IPTG É D ¦ O z
0.2mol/L,?N:ºE18℃~ÓFº
`z200r/min¡¢~72h。50mL~æÖ
\Þl¬®t 8h,10minÓ,4℃ÀÔ
。
¬®²¢Ç
,
¦§$¸1mL
GCMSg。GCMSgÐ
ÁG。
2 r¢£
2.1 4567ijWkD=犔犆犕犛AY
z©w¬efghR¯$~g
,
uv
LCMSpq¢£efgl% ¡$。
LCMSÇgklmh32.54
min,%efg ¡$>32.54minnU¤
l
,
%>32.80minnUmn\(H1)。OÔ
32.80minnlH¢£a¨/Il
~$®hg
(
H2)。
H1 efgt $lTIC¢£
Fig.1 TheTICdiagramoftheextractionof犃.犪狉犵狅狋犪犲狀犻犪
3664J ; <,Ö:efg®J>gl%颷B$%¬û
A.gklm;B.½m32.80min
H2 gklmé½mIl¢£
A.Thetaxolstandardat32.54min;B.Thepeakat32.80minofthesample
Fig.2 Massspectraanalysisaboutthepeakofthetaxolstandardandcorrespondingpeakofsample
M.Marker;A.KLï$AarTSL15NEST;
B.KLï$AarTSL15
H3 犃犪狉犜犛犔15Nl5RACE
M.Marker;A.ThespecialprimerAarTSL15NEST;
B.ThespecialprimerAarTSL15
Fig.3 The5RACEof犃犪狉犜犛犔1gene
2.2 4567犜犛犔,Z=[\@]^
°±ijg犜犫犜犛5N¼Mlç5趷
6¹efgº»¼áûªQTBLASTN¢£,ê
13nunigene。,犆40284levalueNÃ
,ScoreNÃÄ,/}uvòOXzw¬5N。P
Ô犆40284lúQ¢£,a¨sUr犜犫犜犛
5NLÁlúQ
,
Rëìz犃犪狉犜犛犔15N。
efgº»¼¼7Àl犆40284U¼MlS
T?U
(ORF),>5VWÿ;300bp。uv5
RACEpqéXÁPCR¾¿À犆40284 l5V
M.Marker;
H4 犃犪狉犜犛犔15Nl¾¿
M.Marker;
Fig.4 Thecloneof犃犪狉犜犛犔1gene
YZ¢[;z460bpÎ730bp(H3)。Ä\ú;
\%l犃犪狉犜犛犔15NlORFz2565bp(H4)。
2.3 4567犜犛犔,Z=lmSE
pGG、pIRSÎpET30a/AarTSL1?nÕ
)ºðûÌüBL21(DE3)ü*,ªQa],A
¬®¯¡a]$
,
A GCMSªQ$g
¢£
。
}pGG、pIRSÎpET30az^4_;}
pGG、pIRSÎpET30a/TchTSz-4_。-4
_ l Ç · Â H g ³ ´ l z
18.77min。Ú%,½mlÇ·ÂH18.77minn
`U
(
H5)。ô,AarTSL1ËÌ®s
466 ! " # $ % & 36é
A.8Ðijgg³´~µ5N犜犮犺犜犛(-4_);B.efg犃犪狉犜犛犔1(½m);C.pET30a(+)Ä\(^ 4_)
H5 犃犪狉犜犛犔1ÅÆÇÈ$lTIC¢£
A.犜犮犺犜犛of犜犪狓狌狊犮犺犻狀犲狀狊犻狊(positivecontrol);B.犃犪狉犜犛犔1of犃.犪狉犵狅狋犪犲狀犻犪(sample);C.pET30a(+)vector(negativecontrol).
Fig.5 TICdiagramoftheprokaryoticexpressionof犃犪狉犜犛犔1
Ug³´~µlͯ
。
3 a b
efghijg+efgklmno。NzX
Eca¨}>¢Õ%¹×GJ>tðKb
,
/}
efgsUþÄl%q,-dN
。
(#$%R>
Ô°70eãfgÓE#$__%、hi%、«j%、
k%
、
#$%ÖÐÑefglxü¢Õ¹×
ªQ©Zll,-
[14]。
,1985ãmnoa¨
ijg+lijgkÎíákãUpqrÕ
¢
,
%efgk§gíÕ¢
[15]。
Ní
,
h
efgkhRsqijg+ tu
。
ÿ!
2014ã>efga¨g。¿n,-
h¬ol
,
efgkl¢Õ¹× ØþUv
l¬û
。
hhaúû HPLCh
RUg
,
½®r}¬nb
。
6,-
HPLCefgl% ¡$ªQ¢£,
a¨>glklm32.54minn
U¤l¨
,
%>32.80minnUmn\。
OÔ32.80minnlHl¢£a¨®
hg
。
Ní
,
E%¢£ÐÑô
,
efg®
¯~g
。
z©ªm«¬efgÒ
~g
,
uv
E5NÇÈεl²Ñªm«¢£
。
g³´
~µhgB$~JKÃÛDlmnc`
µ
。
uv°±ijglg³´~µlç
5趷BLAST6¹efgº»¼,ÀÁÂ4
ÃÄl犃犪狉犜犛犔15N,OÔÅÆÇÈw¬Í¯,
a¨/ÇÈlµ®sw~g³´lͯ
,
ªm«E¢·ªxô©efg®¯~g
。
6,-l{zyÓefg¢Õ¹×lz
,- Ø©m{UlPÚ
。
5664J ; <,Ö:efg®J>gl%颷B$%¬û
no!N
:
[1] WANIMC,TAYLORHL,WALLME,犲狋犪犾.Plantantitu
moragents.VI.Isolationandstructureoftaxol,anovelanti
leukemicandantitumoragentfrom 犜犪狓狌狊犫狉犲狏犻犳狅犾犻犪[J].
犑狅狌狉狀犪犾狅犳狋犺犲犃犿犲狉犻犮犪狀犆犺犲犿犻犮犪犾犛狅犮犻犲狋狔,1971,93(9):2
3252327.
[2] äAT,|2}.ijgéuw#$grÁx$l
ÄåæL碣
[J].#$~Âr^%&,1994,3(2):
3133.
LUOSD,NINGB M.HPLCanalysisoftaxolandrelated
compoundsfrom犜犪狓狌狊anditsrelatedplants[J].犑狅狌狉狀犪犾狅犳
犘犾犪狀狋犚犲狊狅狌狉犮犲狊犪狀犱犈狀狏犻狉狅狀犿犲狀狋,1994,3(2):3133.
[3] ÷øò,.géù>ÌjglJ>[J].
(+ð%%&
,1994,25(5):259261.
ZHOURH,ZHUDN.Theoccurrenceoftaxolandbrevifoli
olin犘狊犲狌犱狅狋犪狓狌狊犮犺犻犲狀犻犻Cheng[J].犑狅狌狉狀犪犾狅犳犆犺犻狀犪犘犺犪狉
犿犪犮犲狌狋犻犮犪犾犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔,1994,25(5):259261.
[4] ÿ!,3,
B.efgáâgl ¡rï
$
[J].Z=,2014,41(4):9797.
MOULH,CHENGYS,ZHENGQS.Extractionanddeter
minationofpaclitaxelcontentinthecorticesof犃犿犲狀狋狅狋犪狓狌狊
犪狀犵狅狋犪犲狀犻犪(Hance)Pilger[J].犌狌犪狀犵犱狅狀犵犆犺犲犿犻犮犪犾犐狀犱狌狊
狋狉狔,2014,41(4):9797.
[5] GADEKPA,ALPERSDL,HESLEWOODMM,犲狋犪犾.Re
lationshipswithinCupressaceaesensulato:acombinedmor
phologicalandmolecularapproach[J].犃犿犲狉犻犮犪狀犑狅狌狉狀犪犾狅犳
犅狅狋犪狀狔,2000,87(7):10441057.
[6] FARJON A.WorldChecklistandBibliographyofConifers
[M].犚狅狔犪犾犅狅狋犪狀犻犮犌犪狉犱犲狀狊,Kew,England.2001.
[7] MM:,mno,,Ö.ìíá=¢r%¢Õ
[J].#$¢Õ%&,1986,24(6):454457.
HEGF,MAZW,YIN WF,犲狋犪犾.Studyonessentialoil
compositioninleavesof犜狅狉狉犲狔犪犵狉犪狀犱犻狊cv.‘MERRILLII’and
chemotaxonomy[J].犃犮狋犪犘犺狔狋狅狋犪狓狅狀狅犿犻犮犪犛犻狀犻犮犪,1986,24(6):
454457.
[8] WALKERK,CROTEAUR.Taxolbiosyntheticgenes[J].
犘犺狔狋狅犮犺犲犿犻狊狋狉狔,2001,58(1):17.
[9] KOEPPAE,HEZARIM,ZAJICEKJ,犲狋犪犾.Cyclizationof
geranylgeranyldiphosphatetotaxa4(5),11(12)dieneisthe
committedstepoftaxolbiosynthesisinpacificyew[J].犑狅狌狉狀犪犾
狅犳犅犻狅犾狅犵犻犮犪犾犆犺犲犿犻狊狋狉狔,1995,270(15):86868690.
[10] BALAS,UNIYALGC,CHATTOPADHYAYSK,犲狋犪犾.
AnalysisoftaxolandmajortaxoidsinHimalayanyew,犜犪狓狌狊
狑犪犾犾犻犮犺犻犪狀犪[J].犑狅狌狉狀犪犾狅犳犆犺狉狅犿犪狋狅犵狉犪狆犺狔 A,1999,858
(2):239244.
[11] K?KSALM,JINY,COATESRM,犲狋犪犾.Taxadienesyn
thasestructureandevolutionofmodulararchitectureinter
penebiosynthesis[J].犖犪狋狌狉犲,2011,469(7328):116120.
[12] MORRONED,LOWRYL,DETERMAN M K,犲狋犪l.In
creasingditerpeneyieldwithamodularmetabolicengineering
systemin犈.犮狅犾犻:comparisonofMEVandMEPisoprenoid
precursorpathwayengineering[J].犃狆狆犾犻犲犱犕犻犮狉狅犫犻狅犾狅犵狔犪狀犱
犅犻狅狋犲犮犺狀狅犾狅犵狔,2010,85(6):18931906.
[13] CYR A,WILDERMANPR,DETERMAN M,犲狋犪犾.A
modularapproachforfacilebiosynthesisoflabdanerelated
diterpenes[J].犑狅狌狉狀犪犾狅犳狋犺犲犃犿犲狉犻犮犪狀犆犺犲犿犻犮犪犾犛狅犮犻犲狋狔,
2007,129(21):66846685.
[14] M ,,m,Ö.CDEF#$efgl,-
ªb
[J].Ë3)*+p,2007,28(6):3138.
HEF,LIUXL,MAQY,犲狋犪犾.Advancesinresearchonthe
endangeredplant犃犿犲狀狋狅狋犪狓狌狊犪狉犵狅狋犪犲狀犻犪[J].犑狅狌狉狀犪犾狅犳犛犻
犮犺狌犪狀犉狅狉犲狊狋狉狔犛犮犻犲狀犮犲犪狀犱犜犲犮犺狀狅犾狅犵狔,2007,28(6):3138.
[15] mno,MM:,.pqr¢>ijg+Pk、o
l¢7
[J].#$¢Õ%&,1985,23(3):192195.
MAZW,HEGF,YINWF.Thedistributionofbisflavones
in犜犪狓犪犮犲犪犲[J].犃犮狋犪犘犺狔狋狅狋犪狓狅狀狅犿犻犮犪犛犻狀犻犮犪,1985,23(3):
192195.
(
!"
:
#$%
)
666 ! " # $ % & 36é