基因工程在药用植物次生代谢物研究中的应用_药用植物次生代谢工程

基因工程在药用植物次生代谢物研究中的应用由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“药用植物次生代谢工程”。

基因工程在药用植物次生代谢物研究中的应用

基因工程在药用植物次生代谢物研究中的应用

摘要：

目的：药用植物遗传背景基础资料缺乏，对其次生代谢途径及其调控机制的认识不够深入，阻碍了细胞或组织培养、代谢工程等在获取高价值次生代谢物上的广泛应用。功能基因组学方法，尤其cDNA-AFLP 转录轮廓分析和代谢组学的整合运用，将次生代谢物的变化与相关基因的表达相关联，在挖掘次生代谢物生物合成相关基因、探索次生代谢途径方面展现出广阔的应用前景，是植物次生代谢物研究的新趋势和重要手段之一，将有力地促进药用植物资源更好的开发利用。植物在长期进化过程中与环境相互作用，产生大量不同种类的小分子有机化合物——次生代谢物(secondarymetabolites)。

【关键词】 次生代谢物；功能基因组学；转录组学；代谢组学；代谢工程

植物在长期进化过程中与环境相互作用，产生大量不同种类的小分子有机化合物——次生代谢物(secondary metabolites)。次生代谢物在植物适应特殊生态环境、对抗生物或非生物压力等方面发挥着重要作用，如抵御病虫害、适应生态环境变化、诱导授粉或防紫外线灼伤等[1-2]。很多次生代谢物化学结构复杂而独特，具有特殊的生物活性，是药用植物的主要活性成分[3]。药用植物在药物研发中应用广泛，是传统中药主要来源，其次生代谢物是新药、新先导化合物(drug leads)、新化学实体(new chemical entities，NCEs)的重要来源[4-5]。

从生物合成的起源来看，药用植物次生代谢物可分为5大类：多聚酮类(polyketides)、异戊二烯类(isoprenoids)、生物碱类(alkaloids)、苯丙烷类(phenyl propanoids)、黄酮类(flavonoids)。多聚酮类由乙酸-丙二酸途径(acetate-malonate pathway)产生；异戊二烯类（包括萜类和固醇类）由五碳前体异戊烯焦磷酸(isopenteny l diphosphate，IPP）经过经典的甲羟戊酸途径(mevalonic acid pathway，MVA pathway)或MEP 代谢途径(methyl-erythritol phosphate pathway)产生；生物碱类由不同种类的氨基酸合成；苯丙烷类含有1 个C6-C3单元，起源于芳香氨基酸苯丙氨酸和酪氨酸；黄酮类由苯丙烷类与多聚酮类相结合的途径合成[6]。不同种类的药用植物次生代谢物在药物开发中均有应用[7]。然而，来源于药用植物的次生代谢物往往含量低，且天然药用植物资源有限，增加了药物开发的难度[7]。药用植物次生代谢产物的生物合成往往包含多个步骤，过程长而复杂，有多种酶参与，至今仍有很多问题悬而未决。目前，药用植物中仅有少数次生代谢途径（如黄酮类，吲哚三萜，异喹啉生物碱）经过多年经典生物化学研究已有较深入的认识[8-9]，而大部分次生代谢途径还有待进一步阐明，阻碍了生物技术生产次生代谢物的成功应用。功能基因组学方法是全面探索生系统的有力工具，是发现次生代谢物生物合成相关基因及阐明次生代谢途径的有效手段[10]，将成为药用植物次生代谢物研究以及中药现代化研究的发展趋势之一[11-12]。

一、药用植物次生代谢物的获得途径

总的来说，药用植物次生代谢物的获得途径有①从植物（包括野生和栽培植物）中提取分离；②对结构已知的次生代谢物寻求化学合成或结构改造；③从植物细胞或组织培养物中获得；④代谢工程生产。目前，从植物中提取分离仍是获得次生代谢物最主要的途径，而且其中大约2/3 来源于野生资源[13]。然而，大多数次生代谢物在植物中含量低，且只在特殊组织部位、特定生长阶段或生长环境下积累，过度依赖野生资源会危及濒危物种、破坏环境。药用植物栽培在一定程度上可以缓解这些问题，但由于生长环境要求高、耗时长、劳动量大等原因，使得药用植物栽培成本较高、难度较大[14]。大部分次生代谢物结构复杂，常含有特异的立体化学结构(stereochemistry)，使得化学全合成往往不可能或者经济上不可行。

在基于次生代谢物作用机制知识的基础上合成作用相似的替代物，或者对次生代谢物进行结构修饰，是药物开发中一种经济可行的策略。例如，以薯蓣皂苷元(diosgenin)为基本骨架，经化学修饰开发出大量类固醇激素类药物。作为获得药物植物次生代谢物一种可能的替代方法，运用细胞或组织培养物产生有商业价值的次生代谢物的研究已广泛开展。虽然许多不同种类的药用植物细胞或组织培养体系已经被确定，但它们常常并不能产生足够量的目标次生代谢物[15]。可能的原因如下：次生代谢物细胞内毒性高，导致其在培养物中往往并不积累或者含量很低[16]；培养物容易受后天变化(epigenetic changes)的影响，产物水平不稳定，使得依靠经验摸索选择高产、稳定的培养体系难度较大。通过筛选选择高产率细胞系、优化培养基、加入茉莉酸甲酯等诱导因子、运用毛状根培养等方法能够在一定程度上提高目标次生代谢物产量[17]。

成功的例子有： 运用紫草Lithospermum erythrorhizon 细胞悬浮培养生产紫草素(shikonin)；从罂粟Apaver somniferum 细胞培养生产血根碱(sanguinarine)等。但由于产量以及生产成本等问题，目前这种方法商业成功率仍然非常有限。代谢工程为产生目标次生代谢物、提高其含量提供了新的前景。调控次生代谢途径要求彻底认识其整个生物合成途径，详细了解代谢途径中控制启动和流通的调控机制。目前，这种方法已经被成功的运用于微生物生产本体或异源次生代谢物[18]。例如，在大肠杆菌Escherichia coli 中生产抗疟疾成分青蒿素的前体青蒿酸(amorphadiene)[19]。然而，药用植物与微生物不同，通常次生代谢途径更长，酶催化步骤更多，因此阻碍了代谢工程在药用植物中的应用。功能基因组学研究将最终揭示次生代谢物的生物合成途径，为药用植物代谢工程以及细胞或组织培养与代谢工程相结合的途径产生次生代谢物奠定坚实的理论基础。

二、功能基因组学的基本研究工具

拟南芥、水稻全基因组测序完成，其他几种植物如杨、苜蓿、莲、土豆、玉米等序列信息的发现[20-22]，有力推进了基因组学的发展。然而，仅仅依靠大量序列信息，许多基因的功能无法阐明。通过改变单个因素或基因探索基因功能的方法效率较低、成本较高，这要求大规模分析基因功能[23]，从而催生了功能基因组学。功能基因组学(functional genomics)应用多重平行的方法，包括转录组学(transcriptomics)、蛋白质组学(proteomics)、代谢组学(metabolomics)，采用高通量模式在基因组或系统水平上全面研究分析基因功能，是全面探索生物系统的有力工具，最终将建立起基因组(genome)和表型组(phenome)之间的联系[10,24]。

转录组学在整体水平上研究细胞中基因转录情况及转录调控规律，其发展使得全面系统研究基因表达、发现新基因、诠释基因功能成为可能。常用的转录轮廓分析方法有：差异性显示(differential display)，cDNA 微阵列（cDNA microarray），基因芯片(gene chip)，表达序列标签(expreions equence tags，EST)分析，基因表达的系统分析(serial analysis of gene expreion，SAGE)，大规模平行测序技术(maively parallel signature sequencing，MPSS)，cDNA-扩增片段长度多态性（cDNA-amplified fragment lengt polymorphism，cDNA-AFLP）等[22,25-26]。cDNA-AFLP 是Bachem 等1996 年在AFLP(amplified fragment length polymorphism)的基础上发明出来的一项RNA 指纹图谱技术，基本原理是对cDNA 限制性酶切片段进行选择性扩增，通过扩增片段获得基因表达信息[27]。cDNA-AFLP 与基于杂交的转录图谱技术cDNA 微阵列和基因芯片相比，最显著的优点为不需要事先知道基因组序列信息、灵敏度高、特异性高、重复性好、启动成本相对较低，在基因表达研究方面可有效替代后两者[28]。cDNA-AFLP 已逐渐成为探索基因序列信息相对缺乏的药用植物基因表达的有力工具[29-30]，主要应用于定量基因表达分析，新基因发现，表达数量性状基因坐(quantitative trait loci，QTL)作图等方面，适用于任何物种[25]。

蛋白质组学在大规模研究基因表达、揭示蛋白质功能、探索酶的催化调控作用等领域发挥着举足轻重的作用，主要的分离分析方法有：二维凝胶电泳(two dimensional gelelect rophoresis)，质谱技术，包括基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(matrix aisted laser desorption/ionization time of flight ma spectrometry，MALDI/TOF MS)、电喷雾离子化质谱(electro spraying ionization-ma spectrometry，ESI-MS)等。二维凝胶电泳技术是高效分离分析多种蛋白的主要手段。质谱技术灵敏度、特异性高，主要应用于精确鉴定蛋白质[31]。由于蛋白质自身结构复杂、特异，且存在相互作用，蛋白质组的研究常需要结合二维凝胶电泳、质谱技术以及用于研究蛋白质相互作用的分析技术，如酵母双杂交技术、蛋白质芯片[32]。

代谢组学的形成和发展使得对于代谢网络的整体动态变化的衡量成为可能或者更接近于真实，尤其适合于特定条件下的代谢表型(metabolic phenotypes)的研究[33-34]，并且迅速成为阐释基因功能、全面了解细胞对生物环境反应的关键工具[35]，也是药用植物、中医药现代化研究非常重要的手段[36-37]。

常用的分析方法有：核磁共振(nuclear magnetic resonance，NMR)、气相色谱-质谱联用(gas chromatography coupled with ma spectrometry，GC-MS)、液相色谱-质谱联用(liquid chromatography coupled with ma spectrometry，LC-MS)、傅立叶质谱(Fourier transform ma spectrometry，FTMS)和毛细管电泳-质谱联用(capillary electrophoresis coupled with ma spectrometry，CE-MS)等[38]。近年来又发展出了串连质谱、液相色谱与核磁共振联用等新技术。这些分析方法各有优缺点，NMR 快速、选择性好、代谢物结构鉴定方便，但灵敏度相对较低、检测动态范围窄；基于分离和质谱联用的技术灵敏度高、专属性好，但样品前处理及分析需要相对较长的时间。选择合适的分析技术需要综合考虑代谢物谱的特征，分析速度、选择性和灵敏度[39-40]。

三、药用植物功能基因的挖掘

对于药用植物来说，由于基因组序列信息及其相关数据库、功能基因组学研究工具的缺乏，其次生代谢物相关基因的全面研究几乎未见报道。整合转录组学与代谢组学的功能基因组学方法是该研究领域的一个突破口[6]（图1）。使用茉莉酸甲酯(methyljasmonae，MeJA)、水杨酸(salicylic acid，SA)、壳聚糖(chitosan)或重金属(heavy metals)等刺激因子处理未分化的细胞通常能够提高次生代谢物产量[11-12]。

假设目标次生代谢物的含量提高的同时，与这些成分生物合成相关的基因也被激活，那么，在药用植物细胞或组织培养物中，当目标次生代谢物诱导条件确定后，基因组层面的转录轮廓分析就能够确定与之累积相关的基因表达，筛选出与次生代谢相关的基因进行功能分析，阐明和验证它们的功能，进而应用于提高次生代谢物产量。理论上，这种方法适用于任何药用植物细胞或组织培养物。

图1 一种用于提高植物细胞中次生代谢物

含量的功能基因组学方法概要：Alain Gooens[43]等运用cDNA-AFLP 的转录轮廓和目标代谢物轮廓分析相结合的方法分析了茉莉酸甲酯诱导后的烟草细胞培养物，在2 万个可见基因片段中，确定591个由茉莉酸甲酯诱导转录，同源搜索显示，其中58％的基因片段功能已知，几乎包括所有和尼古丁生物合成相关的基因，如编码鸟氨酸脱羧酶、精氨酸脱羧酶、喹啉酸磷酸核糖基转移酶的基因和许多据推测可能在生物碱合成中起作用基因；约15％的基因编码功能不确定的蛋白以及信号转导蛋白，如受体、激酶、磷酸酶和转录因子，这些蛋白的诱导与尼古丁生物合成相关基因的上调一致。Heiko Rischer[44]等运用cDNA-AFLP 转录轮廓分析和代谢轮廓分析相结合的方法，分析茉莉酸甲酯诱导的长春花细胞培养物，得到一系列已知或未知的基因标签以及与二萜类吲哚生物碱(terpenoid indole alkaloids，TIAs)相关的代谢物；通过搜索417 个差异性表达基因标签和178 个代谢峰的累积轮廓之间的关联，他们首次描画了从基因到基因(gene-to-gene)以及从基因到代谢(gene-to-metabolite)的网络，这些代谢网络揭示了二萜类吲哚生物碱具有不同的代谢分支，且不同的代谢途径受到不同的植物激素调节，也揭示了与二萜类吲哚生物碱生物合成相关的一系列基因和代谢物。整合转录组学和代谢组学，构建从基因到代谢的网络，将促进包含多种层面（包括基因表达、酶活性和代谢物水平）、相互作用的生物体系之间的信息的整合，发现关键调节成分从而阐明基因功能，进一步确定与药用植物次生代谢物生物合成、转运、调节、修饰相关的新基因及其调控机制[45]。

四、药用植物次生代谢工程

代谢工程通过调控与代谢途径相关的基因、关键酶、代谢通路、代谢物等途径，改变目标次生代谢物含量。功能基因组学研究领域的基本问题是确定与次生代谢物生物合成相关的各个因素，包括基因表达、酶及其调节水平，其研究成果为代谢工程产生次生代谢物提供了理论基石，目前已经有较多应用。

引入或过量表达编码关键酶如限速酶的基因能够调控代谢途径。Dae-Jin Yun[46]等的研究表明，在颠茄Atropa belladonna中引入编码莨菪碱-6β-羟化酶(hyoscyamine-6β-hydroxylase)的基因，导致了颠茄中含量很低的高价值托品生物碱东莨菪碱(scopolamine)的累积，几乎所有的莨菪碱都转化成了东莨菪碱。该基因在黑莨菪Hyoscyamus muticus 毛状根中过量表达效果更剧烈，不仅产生了大量的东莨菪碱，而且累积了高含量的莨菪碱[47]。Lee[48]等研究表明，在人参中过量表达角鲨烯合成酶基因(squalene synthase gene)获得了更高含量的三萜(triterpenes)和植物甾醇(phytosterols)。使某个基因沉默导致代谢途径中产生或阻断代谢支路也能使某种代谢物累积。

Allen [49]等的研究已经表明，阻断罂粟中产生吗啡的代谢途径，会导致荔枝碱(reticuline)及其甲酯的积累。在咖啡植物中，调控咖啡因的相关代谢通路可控制其含量[50]。转录因子(transcriptional factors)异常表达启动整个代谢途径的能力显示了调控次生代谢途径新的可能性。长春花二萜类吲哚生物碱(terpenoid indole alkaloids，TIAs)生物合成途径的主导调节子基因Orca3，该基因编码产物ORCA3含有一个AP2/ERF 功能域，为茉莉酸应答性调节子(jasmonate-responsive regulator)。在长春花细胞培养物中，连续产生过量ORCA3导致几种与二萜类吲哚生物碱生物合成相关基因的过量表达以及二萜类吲哚生物碱累积[51]。在细胞或组织培养物中，次生代谢物常储存在植物液泡内，转运器(transporter)很可能在次生代谢物转运区隔中发挥着重要作用。次生代谢物的细胞毒性限制了其在细胞中累积。尼古丁和其他生物碱对植物细胞毒性高，在转基因土豆细胞中过量表达酵母ABC 转运器(ABC transporter)PDR5 被证实能减小尼古丁的细胞毒性，增加其累积[52]。

功能基因组学的发展为产生或设计新的次生代谢物提供了前所未有的机会，运用代谢工程以及植物细胞或组织培养物与代谢工程相结合的方法产生次生代谢物将会取得更大的突破。

五、展望

由于药用植物缺乏大量序列数据信息，使得基因表达的系统分析、微阵列等转录轮廓分析方法难以应用，严重阻碍了大规模的基因发掘。相比而言，由于不需要事先知道基因组序列信息，cDNA-AFLP 分子标记技术成为目前广泛发掘药用植物基因以及定量分析基因表达谱的有力工具。代谢组学的兴起使得大规模定量检测整体或目标代谢物成为可能。

作为对基因表达活动的响应，次生代谢物更为灵敏地反映了基因表达与调控的变化，基于cDNA-AFLP 的转录轮廓分析与代谢组学整合，能够将基因表达变化与代谢物变化相关联，并通过次生代谢物的变化规律发现新基因、推测代谢途径、阐释基因功能，在次生代谢物生物合成途径及相关基因功能阐明研究中已显现出广阔的应用前景。

随着技术的发展及研究的深入，基因组、基因表达数据库的不断扩充和完善，更多的功能基因组学研究工具，包括转录组学、蛋白质组学和代谢组学及其全面深入的整合[45]，将越来越广泛地应用于药用植物及中医药研究领域。这种整体系统方法和传统还原分析方向相结合，必将加速揭示药用植物基因的功能，建立起基因表达水平、酶活性和次生代谢物之间的因果关联，最终阐明次生代谢途径及其相关基因的表达调控机制。

这些研究成果将促进细胞或组织培养基因工程、代谢工程产生高价值活性成分的应用，有力推进药用植物次生代谢物的开发和中药材新品种培育，在保护自然资源、保持生物多样性的同时使人类极大受益[53-54]。

[参考文献] [1] Dixon R A.Natural products and plant disease resistance[J].Nature，2001，411(6839)：843.[2] Wink M，Schimmer O.Functions of plant secondary metabolites andtheir exploitation in biotechnology[M].Sheffield ： Sheffield Academic Pre，1999：17.[3] Itokawa H，Morris-Natschke S L，Lee K H，et al.Plant-derived natural product research aimed at new drug discovery[J].J Nat Med，2008，62(3)：263.[4] Butler M S.The role of natural product chemistry in drug discovery [J].J Nat Prod，2004，67(12)：2141.[5] Newman D J，Cragg G M，Snader K M.Natural products as sources of new drugs over the period 1981-2002 [J].J Nat Prod，2003，66(7)：1022.[6] Oksman-Caldentey K M，Inze D.Plant cell factories in the post-genomic era ： New ways to produce designer secondary metabolites [J].Trends Plant Sci，2004，9(9)：433.[7] Balunas M J，A D Kinghorn.Drug discovery from medicinal plants[J].Life Sci，2005，78(5)：431.[8] Dixon R A，Steele C L.Flavonoids and isoflavonoids-A gold mine for metabolic engineering[J].Trends Plant Sci，1999，4(10)：394.[9] Hashimoto T，Yamada Y.New genes in alkaloid metabolism and transport[J].Curr Opin Biotech，2003，14(2)：163.[10] Colebatch G，Trevaskis B，Udvardi M.Functional genomics：tools of the trade[J].New Phytol，2002，153(1)：27.[11] 陈晓亚.植物次生代谢研究[J].世界科技研究与发展，2006，28(5)[12] 王永炎.中医药研究中系统论与还原论的关联关系[J].世界科学技术——中医药现代化，2007，9(1)：70.[13] Edwards R.No remedy in sight for herbal ransack[J].New Sci，2004，181(2429)：10.[14] Wu Jianyong，Zhong Jianjiang.Production of ginseng and its bioactive components in plant cell culture：Current technological and applied aspects[J].J Biotechnol.1999，68(2/3)：89.[15] Ramachandra R S，Ravishankar G A.Plant cell cultures：Chemical factories of secondary metabolites[J].Biotechnol Adv，2002，20(2)： [16] Vanisree M，Lee C Y，Tsay H S，et al.Studies on the production of some important secondary metabolites from medicinal plants by plant tiue cultures [J].Bot Bull Acad Sinica，2004，45(1)：1.[17] Verpoorte R A，Contin，Memelink J.Biotechnology for the production of plant secondary metabolites[J].Phytochem Rev，2002，[18] Mijts B N，Schmidt-Dannert C.Engineering of secondary metabolite pathways[J].Curr Opin Biotech，2003，14(6)：597.[19] Martin V J J，Pitera D J，Keasling J D，et al.Engineering a mevalonate pathway in Escherichia coli for production of terpenoids[J].Nat Biotechnol，2003，21(7)[20] Kaul S，Koo H L，Jenkins J，et al.Analysis of the genome sequence of the flowering plant Arabidopsis thaliana[J].Nature，2000，408(6814)：796.[21] Sasaki T.The map-based sequence of the rice genome [J].Nature，2005，436(7052)：793.[22] Rensink W A，Buell C R.Microarray expreion profiling resources for plant genomics[J].Trends Plant Sci，2005，10(12)：603.[23] Jansen R C.Studying complex biological systems using multifactorial perturbation[J].Nat Rev Genet，2003，4：145.[24] Vij S，Tyagi A K.Emerging trends in the functional genomics of the abiotic stre response in crop plants ：Review article[J].Plant Biotechnol J，2007，5(3)：361.[25] Marnik V，Johan D P，Michiel J T van Eijk.AFLP-based transcript profiling(cDNA-AFLP)for genome-wide expreion analysis[J].Nat Protoc，2007，2(6)：1399.[26] Busch W，Lohmann J U.Profiling a plant：Expreion analysis in Arabidopsis [J].Curr Opin Plant Biol，2007，10(2)：136.[27] Bachem C W B，Vier R G F，R S van der Hoeven，et al.Visualization of differential gene expreion using a novel method of RNA fingerprinting based on AFLP：Analysis of gene expreion during potato tuber development[J].Plant J，1996，9(5)：745.[28] Reijans M，Lascaris R，Groeneger A O，et al.Quantitative comparison of cDNA-AFLP，microarrays，and genechip expreion data in Saccharomyces cerevisiae[J].Genomics，2003，82(6)：606.[29] Breyne P，Dreesen R，Vandepoele K et al.Transcriptome analysis during cell division in plants[J].Proc Natl Acad Sci USA，2002，99(23)：14825.[30] Sarosh B R，Meijer J.Transcriptional profiling by cDNA-AFLP reveals novel insights during methyl jasmonate，wounding and insect attack in Braica napus[J].Plant Mol Biol，2007，64(4)：425.[31] Beranova G S.Proteome analysis by two-dimensional gelelectrophoresis and ma spectrometry：Strengths and limitations[J].Trac-Trend Anal Chem，2003，22(5)：273.[32] Chen S，Harmon A C.Advances in plant proteomics[J].Proteomics，2006，6(20)：5504.[33] Fiehn O.Metabolomics ——The link between genotypes and phenotypes[J].Plant Mol Biol，2002，48(1/2)：155.[34] Villas-Boas S G，Rasmuen S，Lane G A.Metabolomics or metabolite profiles?[J].Trends Biotechnol，2005，23(8)：385.[35] Schauer N，Fernie A R.Plant metabolomics：Towards biological function and mechanism[J].Trends Plant Sci，2006，11(10)：508.[36] 贾 伟，蒋 健，刘 平，等.代谢组学在中医药复杂理论体系研究中的应用[J].中国中药杂志，2006，31(8)：621.[37] 齐炼文，李 萍，赵 静.代谢组学与中医药现代研究[J].世界科学技术——中医药现代化，2006，8(6)：79.[38] Sumner L W，Mendes P，Dixon R A.Plant metabolomics：Large-scale phytochemistry in the functional genomics era[J].Phytochemistry，2003，62(6)：817.[39] Dettmer K，Aronov P A，Hammock B D.Ma spectrometry-based metabolomics [J].Ma Spectrom Rev，2007，26(1)：51.[40] Dunn W B，D I Ellis.Metabolomics：Current analytical platforms and methodologies[J].Trac-Trend Anal Chem，2005，24(4)：285.[41] Poulev A，Neal J M O，Logendra S，et al.Elicitation，a new window into plant chemodiversity and phytochemical drug discovery[J].J Med Chem，2003，46(12)：2542.[42] Zhao J，Davis L C，Verpoorte R.Elicitor signal transduction leading to production of plant secondary metabolites[J].Biotechnol Adv，2005，23(4)：283.[43] Gooens A，Hakkinen S T，Laakso I，et al.A functional genomics approach toward the understanding of secondary metabolism in plant cells[J].Proc Natl Acad Sci USA，2003，100(14)：8595.[44] Rischer H，Orešič M，Seppänen-Laakso T，et al.Gene-to-metabolite networks for terpenoid indole alkaloid biosynthesis in Catharanthus roseus cells[J].Proc Natl Acad Sci USA，2006，103(14)：5614.[45] Yuan J S，Galbraith D W，Dai S Y，et al.Plant systems biology comesof age[J].Trends Plant Sci，2008.13(4)：165.[46] Yun D J，Hashimoto T，Yamada Y.Metabolic engineering of medicinal plants：Transgenic Atropa belladonna with an improved alkaloid composition[J].Proc Natl Acad Sci USA，1992，89(24)：11799.[47] Jouhikainen K，Lindgren L，Jokelainen T，et al.Enhancement of scopolamine production in Hyoscyamus muticus L.hairy root cultures by genetic engineering[J].Planta，1999，208(4)：545.[48] Lee M H，Jeong J H，Seo J W，et al.Enhanced triterpene and phytosterol biosynthesis in Panax ginseng overexpreing squalene synthase gene[J].Plant Cell Physiol，2004，45(8)：976.[49] Allen R S，Millgate A G，Chitty J A，et al.RNAi-mediated replacement of morphine with the nonnarcotic alkaloid reticuline in opium poppy[J].Nat Biotechnol，2004，22(12)：1559.[50] Ogita S，Uefuji H，Yamaguchi Y，et al.Producing decaffeinated coffee plants[J].Nature，2003，423(6942)：823.[51] Van Der Fits L，Memelink J.ORCA3，a jasmonate-responsive transcriptional regulator of plant primary and secondary metabolism[J].Science，2000，289(5477)：295.[52] Gooens A，Hakkinen S T，Laakso I，et al.Secretion of secondary metabolites by ATP-binding caette transporters in plant cell suspension cultures[J].Plant Physiol，2003，131(3)：1161.[53] 刘昌孝.代谢组学与医药科学研究[J].中国医学科学院学报，2007，29(6)：712.[54] 陈 竺.系统生物学——21 世纪医学和生物学发展的核心驱动力[J].世界科学，2005，5：3.