Исследование раскрывает локализацию и механизмы биосинтеза полисахаридов Bletilla striata

Сухие псевдобульбы растения Bletilla striata Rchb. f. (Орхидные), известные в китайской медицине как BaiJi, обладают вяжущим, кровоостанавливающим, противоотечным действием и способствуют заживлению тканей.

Основным активным компонентом B. striata (BSP) является растворимый нецеллюлозный полисахарид, ответственный за кровоостанавливающий, антибактериальный, противоопухолевый, антифиброзный, ранозаживляющий и антиоксидантный эффекты. Он также служит отличным биополимерным материалом и фармацевтическим наполнителем. Однако состав, клеточное распределение и молекулярные механизмы биосинтеза активных полисахаридов, включая BSP, остаются малоизученными.

Исследователи из Уханьского ботанического сада Китайской академии наук (CAS) проанализировали содержание, состав, распределение и биосинтез BSP. Они идентифицировали гены-кандидаты, участвующие в биосинтезе BSP, и охарактеризовали семейство генов целлюлозосинтазоподобного семейства A (CSLA) в процессе полимеризации глюкоманнана клеточной стенки и BSP.

Результаты исследования:

• BSP — это водорастворимые полисахариды, которые накапливаются только в псевдобульбах (лекарственной ткани растения).
• Их массовое соотношение составляет примерно манноза:глюкоза = 3:2.
• Полисахариды распределены в цитоплазме вне вакуолей, что позволяет четко отличить их от глюкоманнана в фракциях клеточной стенки.

Исследование под названием "Cytochemical localization and synthesis mechanism of the glucomannan in pseudobulbs of Bletilla striata Reichb. f." опубликовано в журнале Horticulture Research.

В биосинтетическом пути от сахарозы до глюкоманнана участвуют 12 ферментных семейств. Ученые идентифицировали гены, связанные с BSP, и предположили, что функциональная дифференциация подсемейства CSLA может быть ключом к направлению потока глюкоманнана либо во внутриклеточные полисахариды, либо во фракции гемицеллюлозы клеточной стенки.

Четыре члена семейства CSLA из одного генного кластера — Bs03G11846, Bs03G11847, Bs03G11848 и Bs03G11849 — могут образовывать гомо- или гетеродимеры, влияющие на синтез BSP в псевдобульбе B. striata.

Полученные результаты предоставляют генетические ресурсы и теоретическую основу для создания, развития и использования нового и улучшенного зародышевого материала Bletilla striata.