利用整合性體學與基因轉殖技術闡明在大花咸豐草中參與活性聚乙炔類化合物生合成途徑之重要酵素

篇探討參與在大花咸豐草聚乙炔類化合物之生合成路徑中的重要酵素基因。我們發現，利用茉莉酸甲酯 (MeJA) 處理或物理性傷害可誘導大花咸豐草植株中7種聚乙炔類代謝物的含量。利用高通量定序分析大花咸豐草之轉錄體，我們註解組裝分析獲得39,202個之基因片段序列。進一步由這些基因訊息來設計DNA微陣列晶片(microarray chip) ，進行比較性功能基因體學研究，觀察處理及未處理茉莉酸甲酯的葉子與根組織中基因之表現，試圖找出與聚乙炔類化合物生合成相關的基因。由於在根組織中並無檢測到聚乙炔類化合物，利用根組織當中的基因表現做為負對照組。在刪除根組織中被茉莉酸甲酯誘導表現之基因後，得到1,216個在葉片中被誘導表現約3倍的基因，而其中9個基因具為具有將化合物去飽和功能的酵素我們利用定量性即時反轉錄聚合酶連鎖反應 (qRT-PCR) 再次確認基因表現量變化趨勢。我們同時建立大花咸豐草之核糖核酸干擾 (RNA interference, RNAi) 技術以及病毒載體誘導基因暫時性大量表現技術系統並研究發現，兩個基因BPTC030748和BPTC012564分別編碼Δ12-油酸去飽和酶 (Δ12-oleate desaturase; OD) 及Δ12-脂肪酸乙醯化酶 (Δ12-fatty acid acetylenase; FAA) 其表現量上升時，大花咸豐草葉片中的聚乙炔類代謝物的含量也隨之上升；反之，基因有產生靜默現象，聚乙炔類代謝物含量也同樣地下降。本篇總結發現在藥用植物大花咸豐草當中的兩個重要的酵素：Δ12-油酸去飽和酶及Δ12-脂肪酸乙醯化酶，其參與直鏈脂肪酸前驅物之去飽和作用，在聚乙炔類化合物的生合成路徑中扮演重要的角色。
徐麗芬

鍾曉航#、陳賢明#、王薇昕、趙雅婷、謝承瀚、瑪亞、宋宜璋、林詩舜、胡芳瑜、徐麗芬* (2020) Journal of Experimental Botany,