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分子植物育种
(
网络版
), 2012
年
,
第
10
卷
,
第
1097
-
1103
页
Fenzi Zhiwu Yuzhong (Online), 2012, Vol.10, 1097
-
1103
http://mpb.5th.sophiapublisher.com
1097
评述与展望
Reviews and Progress
植物黄酮葡糖苷酸衍生物生物合成与调控分子机理
刘毅
,
杨生超
,
陈军文
,
张广辉
云南农业大学
,
云南省优势中药材规范化种植工程研究中心
,
昆明
, 650201
通讯作者
: zgh73107310@163.com;
作者
分子植物育种
, 2012
年
,
第
10
卷
,
第
13
篇
doi: 10.5376/mpb.cn.2012.10.0013
收稿日期：
2012
年
03
月
05
日
接受日期：
2012
年
03
月
29
日
发表日期：
2012
年
04
月
27
日
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引用格式
(
中文
)
：
刘毅等
, 2012,
植物黄酮葡糖苷酸衍生物生物合成与调控分子机理
,
分子植物育种
(online) Vol.10 No.13 pp.1097-1103 (doi: 10.5376/mpb.
cn.2012.10.0013)
引用格式
(
英文
)
：
Liu et al., 2012, Molecular Mechanism of Biosynthesis and Regulation of Flavone Glucuronide Derivatives in Plants, Fenzi Zhiwu Yuzhong (online) (Molecular
Plant Breeding) Vol.10 No.13 pp.1097-1103 (doi: 10.5376/mpb.cn.2012.10.0013)
摘
要
植物黄酮葡糖苷酸衍生物黄芩苷和野黄芩苷
(
灯盏乙素
)
等是药用植物黄芩
(
Scutellaria baicalensis
)
、灯盏花
(
Erigeron
breviscapus
)
等的主要功能成分，专一地存在于马鞭草科、唇形科、玄参科和车前草科
(
同属于唇形目
)
以及菊科等植物体内，
具有重要的药用价值。近年来，相关研究研究主要集中于唇形目植物黄酮葡糖苷酸衍生物生物合成途径中关键酶基因的克隆、
功能与表达分析。类黄酮
7
-
O
-葡萄糖醛酸转移酶
(flavonoid 7
-
O
-glucuronosyltransferase, F7GAT)
催化黄酮与
UDPGA (UDP
-葡萄
糖醛酸
, UDP-glucuronic acid)
合成黄酮葡糖苷酸衍生物。最新研究发现，唇形目植物
F7GAT
糖供体特异性的形成是由于单个
氨基酸残基的改变所引起的。菊科植物，如灯盏花含有与唇形目植物完全不同的黄酮葡糖苷酸衍生物，说明二者存在不同生
物合成与调控机制。同时，黄芩和灯盏花等的主要成分均为
6
-羟基黄酮葡糖苷酸衍生物，目前对于黄酮
6
位羟化的分子机
理尚缺乏了解。本文论述了不同植物黄酮葡糖苷酸衍生物的种类、分布、可能的生物合成途径与调控机理，以期为利用生物
技术途径调控黄酮葡糖苷酸衍生物的生物合成以及相关植物分子育种提供理论依据。
关键词
黄酮葡糖苷酸衍生物
;
生物合成与调控
Molecular Mechanism of Biosynthesis and Regulation of Flavone Glucuronide
Derivatives in Plants
Liu Yi , Yang Shengchao , Chen Junwen , Zhang Guanghui
Yunnan Agricultural University, Yunnan Research Center on Good Agricultural Practice for Dominant Chinese Medicinal Materials, Kunming, 650201
Corresponding author
Authors
Abstract
Plant flavone 7
-
O
-glucuronide derivatives, such as baicalin and scutellarin, are the major bioactive constituents of
Chinese medicinal herbs of
Scutellaria baicalensis
and
Erigeron breviscapus
. They exclusively exist in plants of Lamiales including
Verbenaceae, Lamiaceae, Scrophulariaceae and Plantaginaceae, and a few species of Compositae like
Erigeron breviscapus
. They
have great value for medicine. Recently, more and more studies have focused on the cloning, functional and expression analysis of
genes which encode the enzymes involved in the biosynthesis pathway of flavone 7
-
O
-glucuronides in Lamiales. Flavonoid
7
-
O
-glucuronosyltransferase (F7GAT) catalyzes flavones and UDPGA (UDP-glucuronic acid) producing flavone 7
-
O
-glucuronide.
Most recent study revealed that the substitution of single amino acid was sufficient to convert the sugar donor specificity of the
Lamiales F7GATs from UDPGA to UDP-glucose. The flavone 7
-
O
-glucuronides in plants of Compositae like Erigeron breviscapus
are totally different from that in Lamiales. This indicates there are different molecular mechanisms of biosynthesis and regulation of
flavone 7
-
O
-glucuronides between them. Further more, baicalin and scutellarin, the major bioactive constituents of Scutellaria
baicalensis and Erigeron breviscapus, are both belong to 6
-
oxygenated flavone 7
-
O
-glucuronides, and the hydroxylation in
6
-
positon of flavone is still not clear. In this research, the different kinds of flavone 7
-
O
-glucuronides in plants and their distributions,
the mechanism of biosynthesis and regulation are reviewed, and this would provide theoretical basis for the potential ways to regulate
their biosynthesis and the related plants breeding.
Keywords
Plant Flavone 7
-
O
-glucuronide derivatives; Biosynthesis and regulation