BackgroundRecently, Artemisia annua

Background
Recently, Artemisia annua L. (annual or sweet wormwood) has received increasing attention due to the fact that the plant produces the sesquiterpenoid endoperoxide artemisinin, which today is widely used for treatment of malaria. The plant produces relatively small amounts of artemisinin and a worldwide shortage of the drug has led to intense research in order to increase the yield of artemisinin. In order to improve our understanding of terpene metabolism in the plant and to evaluate the competition for precursors, which may influence the yield of artemisinin, we have used qPCR to estimate the expression of 14 genes of terpene metabolism in different tissues.

Results
The four genes of the artemisinin biosynthetic pathway (amorpha-4,11-diene synthase, amorphadiene-12-hydroxylase, artemisinic aldehyde ∆11(13) reductase and aldehyde dehydrogenase 1) showed remarkably higher expression (between ~40- to ~500-fold) in flower buds and young leaves compared to other tissues (old leaves, stems, roots, hairy root cultures). Further, dihydroartemisinic aldehyde reductase showed a very high expression only in hairy root cultures. Germacrene A and caryophyllene synthase were mostly expressed in young leaves and flower buds while epi-cedrol synthase was highly expressed in old leaves. 3-Hydroxy-3-methyl-glutaryl coenzyme A reductase exhibited lower expression in old leaves compared to other tissues. Farnesyldiphosphate synthase, squalene synthase, and 1-deoxy-D-xylulose-5-phosphate reductoisomerase showed only modest variation in expression in the different tissues, while expression of 1-deoxy-D-xylulose-5-phosphate synthase was 7-8-fold higher in flower buds and young leaves compared to old leaves.

Conclusions
Four genes of artemisinin biosynthesis were highly expressed in flower buds and young leaves (tissues showing a high density of glandular trichomes). The expression of dihydroartemisinic aldehyde reductase has been suggested to have a negative effect on artemisinin production through reduction of dihydroartemisinic aldehyde to dihydroartemisinic alcohol. However, our results show that this enzyme is expressed only at low levels in tissues producing artemisinin and consequently its effect on artemisinin production may be limited. Finally, squalene synthase but not other sesquiterpene synthases appears to be a significant competitor for farnesyl diphosphate in artemisinin-producing tissues.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

พื้นหลังล่าสุด Artemisia annua L. (ชาดประจำปี หรือหวาน) ได้รับความสนใจเพิ่มมากขึ้นเนื่องจากข้อเท็จจริงที่ว่าโรงงานผลิต sesquiterpenoid endoperoxide artemisinin ซึ่งวันนี้จะใช้สำหรับรักษาโรคมาลาเรีย โรงงานผลิต artemisinin จำนวนค่อนข้างน้อย และขาดแคลนยาทั่วโลกได้นำไปวิจัยเข้มข้นเพื่อเพิ่มผลผลิตของ artemisinin เพื่อความเข้าใจของเราของเทอร์พีนในโรงงาน และ การประเมินการแข่งขันสำหรับ precursors ซึ่งอาจมีผลกระทบต่อผลผลิตของ artemisinin เราได้ใช้ qPCR การประเมินนิพจน์ของยีน 14 ของเทอร์พีนในเนื้อเยื่อต่าง ๆผลลัพธ์ยีนสี่ของการ artemisinin biosynthetic ทางเดิน (amorpha-4,11-diene synthase, amorphadiene-12 hydroxylase, artemisinic แอลดีไฮด์ ∆11(13) reductase และแอลดีไฮด์ dehydrogenase 1) แสดงให้เห็นว่านิพจน์ทแบบสูง (ระหว่าง ~ 40-ถึง ~ 500-fold) ในอาหารดอกไม้และใบไม้อ่อนเมื่อเทียบกับเนื้อเยื่ออื่น ๆ (ใบเก่า ลำต้น ราก รากผมวัฒนธรรม) เพิ่มเติม dihydroartemisinic แอลดีไฮด์ reductase แสดงนิพจน์สูงมากเฉพาะในขนรากวัฒนธรรม Germacrene A และ caryophyllene synthase ถูกส่วนใหญ่แสดงในใบอ่อนและดอกอาหารขณะ epi cedrol synthase สูงถูกแสดงในใบเก่า 3-hydroxy-3-methyl-glutaryl coenzyme A reductase จัดแสดงนิพจน์ด้านล่างในใบเก่าเปรียบเทียบกับเนื้อเยื่ออื่น ๆ Farnesyldiphosphate synthase, squalene synthase และ 1-deoxy-D-xylulose-5-phosphate reductoisomerase พบผันแปรเพียงเจียมเนื้อเจียมตัวในนิพจน์ในเนื้อเยื่อต่าง ๆ ในขณะที่ค่าของ 1-deoxy-D-xylulose-5-phosphate synthase อยู่ 7-8-พับสูงอาหารดอกไม้และใบไม้อ่อนเมื่อเทียบกับใบไม้เก่าบทสรุปยีนสี่ของ artemisinin สังเคราะห์ได้สูงแสดงอาหารดอกไม้และใบไม้อ่อน (แสดงความหนาแน่นสูงของ trichomes ต่อมเนื้อเยื่อ) ค่าของ dihydroartemisinic แอลดีไฮด์ reductase ได้ถูกแนะนำจะมีผลกระทบในผลิต artemisinin แอลดีไฮด์ dihydroartemisinic dihydroartemisinic สุราที่ลดลง อย่างไรก็ตาม ผลของเราแสดงว่า เอนไซม์นี้จะแสดงเฉพาะที่ระดับต่ำสุดในเนื้อเยื่อที่ผลิต artemisinin และดัง นั้นผลผลิต artemisinin อาจจำกัด สุดท้าย squalene synthase แต่ไม่อื่น ๆ synthases sesquiterpene ปรากฏเป็นคู่แข่งสำคัญสำหรับ diphosphate farnesyl ในเนื้อเยื่อที่ผลิต artemisinin

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ประวัติความเป็นมา
เมื่อเร็ว ๆ นี้ Artemisia ประจำปีลิตร (กลุ้มปีหรือหวาน) ได้รับความสนใจเพิ่มมากขึ้นอันเนื่องมาจากความจริงที่ว่าโรงงานผลิต artemisinin endoperoxide sesquiterpenoid ซึ่งวันนี้ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการรักษาโรคมาลาเรีย โรงงานผลิตในปริมาณที่ค่อนข้างเล็กของ artemisinin และขาดแคลนทั่วโลกของยาเสพติดได้นำไปสู่การวิจัยอย่างเข้มข้นเพื่อเพิ่มผลผลิตของ artemisinin เพื่อที่จะปรับปรุงความเข้าใจของเราของการเผาผลาญ terpene ในโรงงานและการประเมินการแข่งขันสำหรับสารตั้งต้นซึ่งอาจมีผลต่อผลผลิตของ artemisinin เราได้ใช้ qPCR ที่จะประเมินการแสดงออกของยีนที่ 14 ของการเผาผลาญ terpene ในเนื้อเยื่อที่แตกต่างกัน. ผลการค้นหายีนที่สี่ ของทางเดินชีวสังเคราะห์ artemisinin (amorpha-4,11-diene synthase, amorphadiene-12-hydroxylase, ก้น artemisinic Δ11 (13) reductase และ dehydrogenase ก้น 1) แสดงให้เห็นว่าการแสดงออกที่สูงขึ้นอย่างน่าทึ่ง (ระหว่าง 40 ~ จะ ~ 500 เท่า) ใน ดอกตูมและใบอ่อนเมื่อเทียบกับเนื้อเยื่ออื่น ๆ (ใบเก่าลำต้นรากวัฒนธรรมรากขน) นอกจาก reductase ลดีไฮด์ dihydroartemisinic แสดงให้เห็นว่าการแสดงออกที่สูงมากเฉพาะในวัฒนธรรมที่รากขน Germacrene และเทส caryophyllene มีการแสดงออกส่วนใหญ่อยู่ในใบอ่อนและดอกตูมในขณะที่เทส EPI-cedrol ได้แสดงออกอย่างสูงในใบเก่า 3-Hydroxy-3-methyl-glutaryl โคเอนไซม์ reductase แสดงผลการแสดงออกที่ลดลงในใบเก่าเมื่อเทียบกับเนื้อเยื่ออื่น ๆ เทส Farnesyldiphosphate, เทส squalene และ 1-deoxy-D-xylulose-5-ฟอสเฟต reductoisomerase แสดงให้เห็นรูปแบบเจียมเนื้อเจียมตัวเดียวในการแสดงออกในเนื้อเยื่อที่แตกต่างกันในขณะที่การแสดงออกของเทส 1-deoxy-D-xylulose-5-ฟอสเฟตเป็น 7-8- เท่าสูงในดอกตูมและใบอ่อนเมื่อเทียบกับใบเก่า. สรุปสี่ของการสังเคราะห์ยีน artemisinin มีการแสดงออกมากในดอกตูมและใบอ่อน (เนื้อเยื่อแสดงความหนาแน่นสูงของ trichomes ต่อม) การแสดงออกของ reductase ลดีไฮด์ dihydroartemisinic ได้รับการแนะนำที่จะมีผลกระทบต่อการผลิต artemisinin ผ่านการลดก้น dihydroartemisinic แอลกอฮอล์ dihydroartemisinic อย่างไรก็ตามผลของเราแสดงให้เห็นว่าเอนไซม์นี้จะแสดงเฉพาะในระดับต่ำในเนื้อเยื่อผลิต artemisinin จึงส่งผลกระทบต่อการผลิต artemisinin อาจถูก จำกัด ในที่สุดเทส squalene แต่ไม่ synthases sesquiterpene อื่น ๆ ที่ดูเหมือนจะเป็นคู่แข่งที่สำคัญสำหรับเพท farnesyl ในเนื้อเยื่อของ artemisinin ผลิต

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

พื้นหลัง
เมื่อเร็วๆ นี้ อาร์ annua ลิตร ( รายปีหรือบอระเพ็ดหวาน ) ได้รับความสนใจเพิ่มขึ้น เนื่องจากโรงงานผลิตยา endoperoxide sesquiterpenoid ซึ่งวันนี้มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการรักษาโรคมาลาเรียโรงงานผลิตในปริมาณที่ค่อนข้างเล็กของอาร์ทีมิซินิน และการขาดแคลนทั่วโลกของยาทำให้การวิจัยที่รุนแรงเพื่อเพิ่มผลผลิตของวิน เพื่อที่จะปรับปรุงความเข้าใจของเทอร์ปีน เมแทบอลิซึมในพืช และเพื่อประเมินการแข่งขันสำหรับการ ซึ่งอาจมีผลต่อผลผลิตของอาร์ทีมิซินิน ,เราได้ใช้ qpcr ประเมินการแสดงออกของยีนของเทอร์ปีน การเผาผลาญ 14 ในเนื้อเยื่อที่แตกต่างกัน ผล

4 ยีนของอาร์ทีมิซินินการทางเดิน ( amorpha-4,11-diene เทส amorphadiene-12-hydroxylase , ,artemisinic aldehydes ∆ 11 ( 13 ) และ อัลดีไฮด์ ดีไฮโดรจีเนส และพบบนที่สูง ( 1 ) การแสดงออกระหว่าง 40 - ~ ~ 500 เท่า ) ในดอกตูมและใบอ่อนเมื่อเทียบกับเนื้อเยื่ออื่น ๆ ( เก่าใบ , ลำต้น , ราก , วัฒนธรรมรากขน ) เพิ่มเติม dihydroartemisinic อัลดีไฮด์ และมีการแสดงออกสูงมาก เฉพาะในวัฒนธรรมรากขนgermacrene และ Caryophyllene synthase ส่วนใหญ่แสดงในใบอ่อนและดอกตูมขณะที่ EPI cedrol synthase มีแสดงในใบเก่า 3-hydroxy-3-methyl-glutaryl Coenzyme A และมีการแสดงออกลดลงในใบเก่าเทียบกับเนื้อเยื่ออื่น ๆ เทสเทส farnesyldiphosphate Squalene ,1-deoxy-d-xylulose-5-phosphate reductoisomerase และพบเพียงรูปแบบเจียมเนื้อเจียมตัวในการแสดงออกในเนื้อเยื่อต่างๆ ในขณะที่การแสดงออกของ 1-deoxy-d-xylulose-5-phosphate synthase เป็น 7-8-fold สูงกว่า ดอกตูมและใบอ่อนเมื่อเทียบกับใบเก่า


สรุปสี่ยีนของอาร์ทีมิซินินในระดับสูงที่แสดงในดอกตูมและใบอ่อน ( เนื้อเยื่อแสดงความหนาแน่นสูงของต่อมไตรโคม ) การแสดงออกของ dihydroartemisinic อัลดีไฮด์ และมีการเสนอให้มีผลกระทบต่อการผลิต artemisinin โดยลด dihydroartemisinic อัลดีไฮด์ แอลกอฮอล์ dihydroartemisinic . อย่างไรก็ตามผลของเราแสดงให้เห็นว่าเอนไซม์นี้จะแสดงเฉพาะในระดับต่ำและการผลิต artemisinin ในเนื้อเยื่อจึงมีผลต่อการผลิต artemisinin อาจจำกัด ในที่สุด สควอลีน และ แต่ไม่อื่น ๆแต่ไม่ เซสควิเทอร์ปีน ปรากฏเป็นคู่แข่งที่สำคัญสำหรับ farnesyl ไดฟอสเฟตในการผลิตเนื้อเยื่อ
ิน .