The organ-specific expression of te

The organ-specific expression of terpene synthase genes contributes to the terpene hydrocarbon composition of chamomile essential oils
Abstract
Background: The essential oil of chamomile, one of the oldest and agronomically most important medicinal plant species in Europe, has significant antiphlogistic, spasmolytic and antimicrobial activities. It is rich in chamazulene, a pharmaceutically active compound spontaneously formed during steam distillation from the sesquiterpene lactone matricine. Chamomile oil also contains sesquiterpene alcohols and hydrocarbons which are produced by the action of terpene synthases (TPS), the key enzymes in constructing terpene carbon skeletons.
Results: Here, we present the identification and characterization of five TPS enzymes contributing to terpene biosynthesis in chamomile (Matricaria recutita). Four of these enzymes were exclusively expressed in above-ground organs and produced the common terpene hydrocarbons (−)-(E)-β-caryophyllene (MrTPS1), (+)-germacrene A (MrTPS3), (E)-β-ocimene (MrTPS4) and (−)-germacrene D (MrTPS5). A fifth TPS, the multiproduct enzyme MrTPS2,was mainly expressed in roots and formed several Asteraceae-specific tricyclic sesquiterpenes with (−)-α-isocomene being the major product. The TPS transcript accumulation patterns in different organs of chamomile were consistent with the abundance of the corresponding TPS products isolated from these organs suggesting that the spatial regulation of TPS gene expression qualitatively contribute to terpene composition.
Conclusions: The terpene synthases characterized in this study are involved in the organ-specific formation of essential oils in chamomile. While the products of MrTPS1, MrTPS2, MrTPS4 and MrTPS5 accumulate in the oils without further chemical alterations, (+)-germacrene A produced by MrTPS3 accumulates only in trace amounts, indicating that it is converted into another compound like matricine. Thus, MrTPS3, but also the other TPS genes, are good markers for further breeding of chamomile cultivars rich in pharmaceutically active essential oils.

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

การแสดงออกของอวัยวะเฉพาะของ terpene ยีน synthase ก่อให้เกิดองค์ประกอบไฮโดรคาร์บอน terpene ของน้ำมันหอมระเหยดอกคาโมไมล์
บทคัดย่อ
พื้นหลัง: น้ำมันหอมระเหยจากดอกคาโมไมล์ซึ่งเป็นหนึ่งในที่เก่าแก่ที่สุดและ agronomically ที่สำคัญที่สุดสายพันธุ์พืชสมุนไพรในยุโรปมี antiphlogistic อย่างมีนัยสำคัญกิจกรรม spasmolytic และยาต้านจุลชีพ . มันอุดมไปด้วย chamazulene, สารประกอบที่ใช้งาน pharmaceutically ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติในระหว่างการกลั่นไอน้ำจาก sesquiterpene lactone matricine น้ำมันดอกคาโมไมล์นอกจากนี้ยังมีแอลกอฮอล์ sesquiterpene และไฮโดรคาร์บอนที่มีการผลิตโดยการกระทำของ synthases terpene (TPS), เอนไซม์สำคัญในการสร้างโครงกระดูกคาร์บอน terpene.
ผล: ที่นี่เรานำเสนอประชาชนและลักษณะของห้าเอนไซม์ TPS ที่เอื้อต่อการสังเคราะห์ terpene ในดอกคาโมไมล์ (Matricaria recutita) สี่ของเอนไซม์เหล่านี้มีการแสดงออกเฉพาะในอวัยวะเหนือพื้นดินและผลิตสารไฮโดรคาร์บอนที่พบบ่อย terpene (-) - (E) -β-caryophyllene (MrTPS1) (+) - germacrene (MrTPS3) (E) -β-ocimene (MrTPS4) และ (-) - germacrene D (MrTPS5) ห้า TPS, เอนไซม์ multiproduct MrTPS2 ถูกแสดงส่วนใหญ่อยู่ในรากและเกิดขึ้นหลาย sesquiterpenes tricyclic แอสเทอเฉพาะกับ (-) - α-isocomene เป็นผลิตภัณฑ์หลัก รูปแบบการสะสมหลักฐาน TPS ในอวัยวะต่าง ๆ ของดอกคาโมไมล์มีความสอดคล้องกับความอุดมสมบูรณ์ของผลิตภัณฑ์ TPS ที่สอดคล้องกันที่แยกได้จากอวัยวะเหล่านี้ชี้ให้เห็นว่าการควบคุมการกระจายตัวของการแสดงออกของยีน TPS มีคุณภาพนำไปสู่องค์ประกอบ terpene.
สรุป: terpene synthases ลักษณะในการศึกษาครั้งนี้มีส่วนร่วม ในการสร้างอวัยวะเฉพาะของน้ำมันหอมระเหยในดอกคาโมไมล์ ในขณะที่ผลิตภัณฑ์ของ MrTPS1, MrTPS2, MrTPS4 และ MrTPS5 สะสมในน้ำมันโดยไม่ต้องมีการปรับเปลี่ยนสารเคมีเพิ่มเติม (+) - germacrene ผลิตโดย MrTPS3 สะสมเฉพาะในร่องรอยแสดงให้เห็นว่ามันจะถูกแปลงเป็นสารประกอบเช่น matricine อื่น ดังนั้น MrTPS3 แต่ยังยีน TPS อื่น ๆ เป็นเครื่องหมายที่ดีสำหรับการเพาะพันธุ์ต่อไปของสายพันธุ์ดอกคาโมไมล์ที่อุดมไปด้วยน้ำมันหอมระเหยที่ใช้งาน pharmaceutically

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

อวัยวะเฉพาะการแสดงออกของยีน และเทอร์พีนมีส่วนช่วยให้เทอเปนองค์ประกอบของน้ำมันหอมระเหยดอกคาโมไมล์และพื้นหลังนามธรรม

: น้ำมันหอมระเหยดอกคาโมไมล์ , หนึ่งในที่เก่าแก่ที่สุดและสำคัญที่สุดของพืชสมุนไพรชนิด agronomically ในยุโรป มีกิจกรรมสำคัญที่ต้านการอักเสบ และต้านจุลชีพ , spasmolytic . มันอุดมไปด้วยคามาซูลีน ,สารประกอบของอย่างเภสัชกรรมปราดเปรียวคล่องขึ้นในระหว่างการกลั่นไอน้ำจากเซสควิเทอร์ปีนแลคโตน matricine . น้ำมันดอกคาโมไมล์ยังประกอบด้วยแอลกอฮอล์เซสควิเทอร์ปีน และสารไฮโดรคาร์บอนซึ่งผลิตโดยการกระทำของเทอร์ปีน แต่ไม่ ( TPS ) เอนไซม์สำคัญในการสร้างเทอเปนคาร์บอนโครงกระดูก .
ผลลัพธ์ที่ได้ : ที่นี่เรานำเสนอการจำแนกและลักษณะสมบัติของเอนไซม์ที่มีผลต่อระดับห้า TPS เทอร์ปีนในคาโมมายล์ ( มาตริคาเรีย recutita ) สี่ของเอนไซม์เหล่านี้ โดยเฉพาะการแสดงออกในอวัยวะเหนือพื้นดิน และผลิตสารไฮโดรคาร์บอนที่เทอเปนธรรมดา ( − ) - ( E ) - บีตา - caryophyllene , ( mrtps1 ) ( ) - germacrene ( mrtps3 ) , ( E ) - บีตา - ocimene ( mrtps4 ) และ ( − ) - germacrene D ( mrtps5 ) ห้า TPS ,การผลิตเอนไซม์ที่ mrtps2 , ส่วนใหญ่แสดงออกในรากและรูปแบบหลาย COMPOSITAE เฉพาะ Tricyclic เซสควิเทอร์ปีนมากด้วย ( − ) - แอลฟา isocomene เป็นผลิตภัณฑ์หลัก .ที่สะสมในอวัยวะต่าง ๆในรูปแบบ TPS . Chamomile ที่สอดคล้องกับความอุดมสมบูรณ์ของ TPS ที่สอดคล้องกันของผลิตภัณฑ์ที่แยกได้จากอวัยวะเหล่านี้แนะนำว่า การควบคุมการแสดงออกของยีน ( TPS คุณภาพส่งผลให้องค์ประกอบของเทอเปน .
สรุปที่เทอเปนแต่ไม่โดดเด่นในการศึกษานี้จะเกี่ยวข้องกับอวัยวะที่เฉพาะเจาะจง การก่อตัวของน้ำมันหอมระเหยในดอกคาโมไมล์ ในขณะที่ผลิตภัณฑ์ของ mrtps1 mrtps2 mrtps4 , และ , mrtps5 สะสมในตัวโดยไม่มีการดัดแปลงทางเคมีเพิ่มเติม ( ) - germacrene ผลิตโดย mrtps3 สะสมเฉพาะในร่องรอยที่ระบุว่ามันถูกแปลงเป็นผสมอื่น เช่น matricine . ดังนั้น mrtps3 , ,แต่ ยัง อื่น ๆเป็นเครื่องหมาย TPS ยีนที่ดีสำหรับการปรับปรุงพันธุ์ต่อไปของคาโมมายล์ พันธุ์อุดมไปด้วยน้ำมันหอมระเหย








อย่างเภสัชกรรมที่ใช้งานอยู่