Amaryllidaceae alkaloids: identification and partial characterization of montanine production in Rhodophiala bifida plant

Abstract

Rhodophiala bifida (R. bifida) é uma representante da família de plantas Amaryllidaceae e é rica em montanina, um alcaloide com alto potencial farmacêutico. Apesar do interesse nesses compostos, muitas etapas da via biossintética não foram elucidadas. Neste estudo, identificamos os alcaloides produzidos em diferentes órgãos de R. bifida sob diferentes condições de crescimento, estabelecemos as condições para a regeneração in vitro de R. bifida e iniciamos a caracterização molecular de dois genes de R. bifida envolvidos na biossíntese de alcaloides: a Norbelladine 4'-O-Methyltransferase (RbN4OMT) e o Citocromo P450 (RbCYP96T). Mostramos que a montanina é o principal alcaloide produzido nos diferentes órgãos de R. bifida e desenvolvemos um protocolo de regeneração de organogênese direta, usando explantes de escala dupla cultivados em meios enriquecidos com ácido naftaleno acético e benziladenina. Finalmente, analisamos as expressões dos genes RbN4OMT e RbCYP96T em diferentes órgãos e condições de cultura e as comparamos com a produção de alcalóides. Em diferentes órgãos de plantas jovens, adultas e regeneradas de R. bifida, bem como sob várias condições de crescimento, o acúmulo de transcritos foi correlacionado com a produção de alcalóides. Este trabalho fornece novas ferramentas para melhorar a produção deste importante composto farmacêutico e para futuros estudos biotecnológicos.