[陳榮芳] 紅光與遠紅光對於沉香次級代謝物的影響

Figure . Light conditions regulate gene expression by the RdDM pathway. The RNA expression, DNA methylation, sRNA expression and qRT-PCR are shown for three candidate genes: g16251 (sterol methytransferase), g23648 (hydroxysteroid dehydrogenase), and g29032 (cytochrome P450). Signals in red represent red light conditions while signals in blue represent far-red light conditions.

 

在傳統亞洲宗教文化中,沉香具有重要意涵。然而,沉香對於東亞人民的意義不僅於此,在醫藥上更有其價值性。雖然有許多文獻提及沉香(Aquilaria agallocha) 具有抗癌作用,卻無人仔細探究其主要成份和生合成機制。敝研究團隊在沉香苗找到了重要抗癌化合物,cucurbitacin E and I 。為了更加了解沉香 (Aquilaria agallocha)有用物質生合成機制 ,研究室利用次世代定序( NGS, Next Generation Sequencing) 這項技術進行有用基因之挖掘。由於 Aquilaria agallocha in vitro shoot 材料在處理紅光後,可以顯著性地增加 cucurbitacins 含量。相反地,在處理遠紅光後,相關的次級代謝物含量會顯著性下降。 因此,特別針對 in vitro shoot 材料處理 red light 和 far-red light ,並且進行 RNA-sequncing , small RNA-sequncing 和  DNA 甲基化定序,隨後建立起沉香網站。另外,根據 whole genome 和網站 資料,已經找到數十個可能參與 cucurbitacins 生合成的基因,可供後續研究所用。

其中,有三個基因明顯地在處理紅光和遠紅光後,會調控相對應的的 24 nt small RNA,進而影響其 promoter 上的 DNA 甲基化變化,最終影響基因的表現。

Tony Chien-Yen Kuo, Chuan-Hung Chen, Shu-Hwa Chen, I-Hsuan Lu, Mei-Ju Chu, Li-Chun Huang, Chung-Yen Lin, Chien-Yu Chen, Hsiao-Feng Lo, Shih-Tong Jeng, Long-Fang O. Chen. BMC Plant Biology, 2015.