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中草藥基因體匯總

2015年因為青蒿素的發現,中國科學家屠呦呦獲得了諾貝爾生理學獎,實現了中國科學家獲諾貝爾獎數零的突破,也使中草藥在國際上獲得了極大認可。天然藥物製藥迎來了良好發展機遇,再次讓全世界認識了中草藥的重要性,現在小編就帶大家一起回顧中草藥基因體相關文章。

甘草(The Plant Journal)

豆科植物甘草屬,重要的藥用植物,是一種補益中草藥。藥用部位是根及根莖,具有改善肝功能、抗發言、治療胃痛、腹痛等多種功效。同時,甘草也是醫藥、化妝品的重要原料。 

甘草 

利用二加三代組裝,基因體大小為379Mb,Scaffold N50=109Kb,共預測到34,445個基因。與其它豆科植物的基因體資訊及全基因體進行分析比較,發現合成異黃酮物質相關基因( CYP93C HI40MT 7-IOMT )群的一部分形成基因簇,研究小組進一步對生物合成相關的含有酶基因的基因家族深入分析,發現了其遺傳結構和遺傳表達規律。

蛹蟲草(Genome Biology)


蟲草屬的模式種,又稱冬蟲夏草,世界性分佈。由子座(草部分)與菌核(昆蟲屍體)組成,其蟲草酸具有藥用價值,可以治療病後虛弱、咳血等症,是一種能同時平衡、調節陰陽的中藥。

蛹蟲草 
利用二代定序組裝,基因體大小為32.2Mb,Scaffold N50=4.6Mb,確定了9,684個蛋白編碼基因。本研究中對蛹蟲草和綠殭菌的基因體進行比對分析。分析結果表明蛹蟲草的出現比綠殭菌早約1.3億年,各自獨立進化且具有殺蟲特性,表現出協同進化的特點。蛋白酶和幾丁質酶等用於昆蟲體壁降解的蛋白家族表現出明顯的擴張現象。基因體分析表明,蛹蟲草基因體大約有16%的編碼基因參與真菌—昆蟲的相互作用,不存在編碼對於人類有害的已知真菌毒素。研究首次表明,蛹蟲草為有性生殖類型。此外,與其他真菌不同,其子實體發育主要受MAPK信號途徑調控,而非MAPK和PKA共同調控。

羅勒(Plant Biology)


唇形科植物,為藥食兩用芳香植物。羅勒植株有活血、解毒等功效。在東南亞國家廣泛種植,能夠提取精油,有多種功效。

羅勒 


二代定序組裝,基因體大小為374.8Mb,Contig N50=2.6Kb,Caffold N50=27.1Kb,基因體註釋確定36,768個基因。在其他5種已定序品種發現89,922個同源基因。並確定了16個在其他22個物種中無同源或同源關係的特有基因。通過比對羅勒和其他植物基因體,挖掘合成具有藥用價值的次生代謝物質基因。在羅勒植物中有近30種次生代謝物質。在羅勒基因體中共確定458個與合成次生代謝物相關基因,並結合轉錄體數據挖掘出與重要次生代謝相關基因的表達模式。


大麻(Genome biology)

桑科、大麻屬植物。目前大麻及其衍生物如大麻藥是世界上消費最普遍的非法藥物,一直作為一系列疾病如多發性硬化和慢性疼痛病症等的治療藥物而被廣泛關注。此外,產纖維大麻也成為許多國家的重要農作物。

大麻

利用二代定序資料組裝,基因體大小為820Mb,雜合率約為0.2%,共確定40,224個蛋白編碼基因,Scaffold N50=16.2kb。本研究發現花的基因表現模式和大麻素及萜類的合成是一致的,編碼大麻素途徑酶的基因,以及編碼參與前體途徑蛋白的基因都在花發育的三個階段(花前期、花早期和發育中期)高度表現。對藥用大麻與纖維大麻的大麻素途徑基因比較發現,藥用大麻的整個合成途徑基因表現量高。AAE3基因發生擴增,推測其參與大麻素的生物合成。

這次小編就先為大家介紹這四種中草藥基因體,小編之後有機會再帶大家繼續解析中草藥基因體文章,敬請期待

參考文獻

[1] Draft genome assembly and annotation of Glycyrrhiza uralensis, a medicinal legume. The Plant Journal . 2016

[2] Genome sequence of the insect pathogenic fungus Cordyceps militaris, a valued traditional chinese medicine. Genome Biology .2011

[3] Genome sequencing of herb Tulsi (Ocimum tenuiflorum) unravels key genes behind its strong medicinal properties. Plant Biology . 2015




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