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分子证据表明莲心叶绿素合成需要光照

时间:2022-07-14 08:47:12 | 来源:中国科学报

本报讯(记者李芸)莲心位于莲子的内部,其富含双苄基异喹啉生物碱,具有重要的药用价值。此外,莲心可合成叶绿素,且具有光合系统,使莲子保持长期生命力。目前,人们对莲心中生物碱和叶绿素合成的分子机制知之甚少。近日,《植物科学前沿》在线发表中科院武汉植物园研究成果,该研究揭示了莲心中生物碱和叶绿素合成的分子机制。

研究显示,莲心中生物碱主要为莲心碱、异莲心碱和甲基莲心碱,其中甲基莲心碱为主要成分。16个参与莲心生物碱合成的结构基因被鉴定,其中12个O—甲基转移酶(OMT)可能参与莲中生物碱多样化的合成。

叶绿素的合成与莲心颜色的变化密切相关,莲蓬避光实验证明莲心叶绿素合成需要光照。在该研究中,22个结构基因编码16种叶绿素合成关键酶被鉴定,大部分结构基因在叶绿素合成进程中上调表达。结合原叶绿素酸酯还原酶(POR)基因的进化和表达分析,研究进一步为莲心中叶绿素合成的光依赖性提供了重要的分子证据。

此外,该研究还揭示了莲心生物碱和叶绿素合成之间的潜在关系。这些研究结果将有助于丰富对植物中生物碱和叶绿素合成的认识,对莲的遗传育种具有重要的意义。

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