Metabolic Engineering| 浙江中医药大学开国银教授团队在丹酚酸和丹参酮合成调控中取得新进展

丹参是唇形科鼠尾草属中最著名的物种之一，具有很高的经济、学术和药用价值。丹参中产生的丹酚酸和丹参酮是其主要的生物活性化合物，在临床上可单独使用或与其他中草药混合使用，以治疗心脏和心血管疾病，并有利于许多其他疾病的治疗。之前研究表明，脱落酸（ABA）可以有效诱导丹参中丹酚酸和丹参酮的生物合成，但是其具体的调控机制仍有待探明。

近日，浙江中医药大学开国银教授团队及其合作者在丹参中鉴定到一种ABA诱导型WRKY 转录因子SmWRKY34，并揭示了其负调控丹酚酸和丹参酮合成的作用机制。研究成果以题为A novel WRKY34-bZIP3 module regulates phenolic acid and tanshinone biosynthesis in Salvia miltiorrhiza发表在Metabolic Engineering上。 

在该研究中，研究人员首先在丹参中比对和筛选出一种与 AtWRKY40 具有高度同源性的ABA 诱导型 IIa WRKY 转录因子，SmWRKY34。研究发现，SmWRKY34的过表达会减少毛状根中的丹酚酸和丹参酮的产生，而敲除SmWRKY34则会促进这两种物质积累，表明SmWRKY34对丹酚酸和丹参酮的合成均具有负调控作用。进一步通过Dual-LUC、Y1H 和 EMSA 分析发现，SmWRKY34 与 SmGGPPS 和 SmRAS（分别为丹酚酸和丹参酮合成途径的关键基因） 启动子区域中的 W-box 元件结合以发挥其功能。此外，该研究在转录组分析中筛选出一个ABA 响应型bZIP转录因子SmbZIP3，并且SmWRKY34 对SmbZIP3具有负调控作用。研究人员还发现，SmbZIP3 通过调控 SmTAT 和两种促进丹参酮的 TFs SmERF128 和 SmMYB9b 在丹酚酸和丹参酮积累中发挥积极作用。

A working model depicting the effect of WRKY34-bZIP3 on phenolic acid and tanshinone biosynthesis
综上所述，该研究明确了一个新的参与 ABA 信号传导的WRKY34-bZIP3模块，其通过调控丹酚酸和丹参酮合成关键基因的表达介导代谢物的积累。该研究结果为未来丹参代谢工程应用提供了新见解。

原文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1096717622000970

转自：“植物科学SCI”微信公众号

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