长江大学许锋课题组从母菊中鉴定到一个调控活性成分α-甜没药醇合成的组织特异性启动子

α-甜没药醇是一种天然有机化合物，在母菊（Matricaria recutita）中含量较高，因其独特的香气和多种药用特性而受到关注。α-甜没药醇具有抗炎、抗菌和抗氧化等生物活性，常用于化妆品、香水和草药制剂中。由于其良好的安全性和有效性，还在食品工业中作为香料和防腐剂。

近日，长江大学许锋教授课题组在International Journal of Biological Macromolecules在线发表了题为“Characterization and functional analysis of novel α-bisabolol synthase (MrBAS) promoter from Matricaria recutita”的研究论文，揭示了MrBAS启动子在花组织中特异表达的特征，具有指导转基因在植物中特异性表达的潜力，丰富了组织特异性启动子的研究。

该研究从母菊基因组中克隆了MrBAS基因的长度为1327 bp的启动子序列，顺式作用元件的分析表明，其具有对多种激素和外部应激响应的潜力。对MrBAS启动子序列分析发现其含有多个光响应元件，黑暗处理后，花中的α-甜没药醇含量显著降低。同时，5'端缺失分析结果表明，MrBAS启动子序列能够驱动β-葡萄糖醛酸酶（GUS）基因在烟草叶片中的表达，且GUS活性随着启动子片段的缩短而降低。表达模式分析表明，不同花部位的α-甜没药醇含量与MrBAS基因的表达水平具有强相关性。进一步地转基因实验表明，MrBAS启动子能够特异性地在拟南芥的花药、花粉管和花瓣中驱动报告基因表达。该研究成果表明MrBAS启动子具有特异性引导转基因在花部位表达的潜力，为母菊育种研究提供了新的见解。

图1 不同长度MrBAS启动子驱动的GUS活性分析

图2 MrBAS启动子在花中特异性表达

长江大学园艺园林学院已毕业博士生郑嘉瑞为论文第一作者，在读硕士王挪为共同第一作者。长江大学园艺园林学院叶家保副教授和许锋教授为本文的通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金资助。

许锋教授课题组主要从事园林植物遗传学基础与应用研究，在植物次生代谢、植物生长发育、富硒植物资源挖掘与园艺作物富硒机制等方面取得系列进展，在Horticult Res、Plant Physiol、Mol Horticult、Tree Physiol、Int J Biol Macromol、J Hazard Mater、Sci Total Environ等期刊以第一或通讯作者发表系列研究成果。

论文链接：

https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2024.136445