Metabolomik und Transkriptomik enthüllen den Mechanismus der Alkaloidsynthese in Corydalis yanhusuo-Zwiebeln

Corydalis yanhusuo W.T. Wang ist ein traditionelles Kraut. Benzylisochinolinalkaloide (BIAs) sind die wichtigsten pharmakologisch aktiven Inhaltsstoffe, die eine wichtige Rolle bei Sedierung, Schmerzlinderung, Förderung der Blutzirkulation und Hemmung von Krebszellen spielen. Es gibt jedoch nur wenige Studien zum biosynthetischen Weg der Benzylisochinolinalkaloide in Corydalis yanhusuo, insbesondere zu einigen speziellen Komponenten wie Tetrahydropalmatin. Wir führten eine breit angelegte zielgerichtete Metabolom- und Transkriptomanalyse durch, um den biosynthetischen Weg der Benzylisochinolinalkaloide zu konstruieren und Kandidatengene zu identifizieren. In dieser Studie wurden 702 Metabolite nachgewiesen, darunter 216 Alkaloide. Protoberberin- und Aporphin-Alkaloide sind die Hauptchemikalien in C. yanhusuo-Zwiebeln. Schlüsselgene für die Biosynthese von Benzylisochinolinalkaloiden, einschließlich 6-OMT, CNMT, NMCH, BBE, SOMT1, CFS, SPS, STOX, MSH, TNMT und P6H, wurden erfolgreich identifiziert. Es gab keinen signifikanten Unterschied im Gehalt der Benzylisochinolinalkaloide und im Expressionsniveau der Gene zwischen den beiden Unterorganen (Mutterzwiebel und Tochterzwiebel). Die Expressionsniveaus der BIA-Gene in der Expansionsphase (MB-A und SB-A) waren signifikant höher als in der Reifestufe (MB-C und SB-C), und der Gehalt der Benzylisochinolinalkaloide entsprach dem Muster der Genregulation. Fünf vollständige einzelne Gene codierten wahrscheinlich das funktionelle Enzym CoOMT, das an der Biosynthese von Tetrahydropalmatin in C. yanhusuo-Zwiebeln beteiligt ist. Diese Studien liefern eine starke theoretische Grundlage für die zukünftige Entwicklung der metabolischen Technik der Benzylisochinolinalkaloide (insbesondere Tetrahydropalmatin) von C. yanhusuo.