人参属药用植物转录组研究进展

五加科人参属中含有多种药用植物,其中最著名的是人参,西洋参和三七。随着高通量测序技术的发展,使得转录组测序成为挖掘功能基因、筛选分子标记、阐明代谢途径的有力工具。人参等植物的转录组测序为其功能基因组学等方面的研究提供了丰富的基因信息。该文综述了近年来人参、西洋参、三七转录组的研究进展,重点介绍了人参皂苷合成途径的代谢调控及候选基因的挖掘,以期为这3种药用植物的功能基因组学研究提供借鉴。     

我国药用植物次生代谢产物功能基因研究概况

综述了近年来我国药用植物次生代谢产物功能基因的研究方法和内容,着重介绍了萜类、黄酮类、生物碱类、酚类、多糖类、凝集素等次生代谢产物合成相关功能基因的研究现状,对药用植物次生代谢产物合成相关功能基因的应用前景作了介绍,为今后药用植物功能基因的大规模研究和利用提供借鉴.     

基因调控技术提高药用植物细胞有效成分产量的研究进展

利用植物细胞培养技术生产具有重要经济价值的药用植物次生代谢产物为中药可持续发展提供了一条新的途径。然而,药用植物细胞培养过程中目的次生代谢产物的低产问题一直困扰着该技术的发展与应用,传统的克服这一问题的方法主要有优化培养条件、筛选高产细胞株等,大量的研究结果表明,通过上述途径无法从根本上解决植物细胞次生代谢产物的低产问题。近年来,随着基因工程等现代生物技术的发展,人们尝试利用基因调控手段来调节植物细胞的次生代谢,如采用关键酶基因调控技术、转录因子调控技术等从分子水平上解决药用植物细胞次生代谢产物的低产…     

药用植物microRNA与次生代谢产物的合成调控

miRNA(microRNA)是一类重要的内源性非编码小RNA,其主要通过剪切及翻译抑制等方式在转录后水平调控靶基因的表达,对植物次生代谢产物的合成有着重要的作用。尤其对于药用植物而言,次生代谢产物多是其活性成分,是药材发挥药效作用的基础,研究药用植物次生代谢产物生物合成途径及复杂调控网络具有十分重要的意义。该文主要对药用植物次生代谢产物合成相关的miRNA进行综述,重点介绍了miRNA对萜类、生物碱以及黄酮等生物合成的影响,旨在为药用植物次生代谢产物的生物合成调控研究提供新的思路。     

调控药用植物药效成分合成的转录因子研究进展

大多药用植物的药效成分为植物本身的次生代谢产物,包括生物碱、萜类、类黄酮、酚类、苷类等。植物体内及体外环境条件会影响这些次生代谢产物的合成,导致其合成量的增加或减少,或是影响同类代谢产物不同单体成分的合成与否及合成量。目前所知调控次生代谢产物合成的机制有转录调控、转录后调控等多种形式,其中转录调控研究较多。综述了药用植物类黄酮、生物碱、萜类等活性成分生物合成相关的转录因子研究进展,为利用转录调控控制和提高药用植物药效成分合成的研究与应用提供借鉴。     

药用植物代谢调控的组学研究进展

药用植物多样的次生代谢产物是决定其品质的重要因素,直接影响其药用价值。近年来,新兴的多组学技术飞速发展,并日趋成熟,这极大地促进了中药资源的研究,尤其是多组学的联合运用使得对药用植物相关代谢调控网络的研究更加广泛而精确。在现代中药研究中,组学技术在药用植物化学成分的鉴定、道地药材真伪鉴定和质量评估、药用植物代谢途径解析及道地药材的复合胁迫研究中发挥着重要作用。该文对组学的发展、研究策略与方法以及在代谢调控中的应用进行了综述和展望。提出药用植物组学相关研究重点将更注重多组学联合解析其合成调控网络,发掘影响药用植物次生代谢调控的相关基因及主要代谢物,以期从分子遗传育种方向在生产中定向培育或利用栽培技术提升和改善药用植物的品质,助力产业的良性发展。     

人参皂苷次生代谢产物的合成研究

目的:在体外对人参皂苷Compound K的次生代谢产物棕榈酸酯(PM1)进行合成研究.方法:运用化学方法进行合成实验,使用硅胶柱色谱及高效液相色谱等方法进行分离,得到棕榈酸酯(PM1).结果:鉴定了棕榈酸酯(PM1)的化学结构,同时利用液相色谱测定了其转化率.结论:首次在体外合成了人参皂苷Compound K的次生代谢产物棕榈酸酯(PM1),合成产物平均转化率为27.59%.     

系统生物学方法在药用植物次生代谢产物研究中的应用

次生代谢产物是植物在其生长发育和对环境的适应过程中形成的,通常是药用植物中的主要活性成分,药材品质的物质基础。但次生代谢产物的生源途径复杂,其产生和积累受到自身遗传和环境中各种生物和非生物因素的调控,影响了药用植物作为药材的品质控制及其活性成分的开发利用。系统生物学思维与方法是系统全面探索生物的有力工具,随着现代分子生物学技术及生物信息学的发展,系统整合基因组、转录组、蛋白组和代谢组等组学技术,将为药用植物次生代谢产物研究带来新的机遇。这种整体、系统的研究方法在药用植物次生代谢产物形成的生物合成途径、信号转导、生态环境及其代谢工程等研究中的应用,构建次生代谢物生物合成基因表达调控系统模型,对于系统阐释药用植物有效成分成因和道地药材形成机制、代谢工程产生药用植物活性成分、和药用植物资源合理开发利用等具有重要意义。     

转录组测序技术在药用植物研究中的应用

转录组测序技术是一种新发展的转录组学研究方法。在物种基因组信息未知的情况下,进行测序得到遗传信息,转录组测序技术是很重要的分子生物学方法,已经被广泛应用于各个研究领域。而药用植物遗传信息匮乏,对药用植物的转录组进行测序在基因组学是比较活跃的领域,可以了解植物的基因表达并分析其功能和调控机制。对药用植物的转录组学研究有助于解决遗传育种、筛选优良抗性基因等问题。介绍了转录组测序的发展,并从功能基因挖掘和次生代谢产物途径探索等方面综述了近年来转录组测序在药用植物研究中的应用,为药用植物的研究提供了更多基础数据。     

传统药用植物转录组研究进展

转录组测序技术(RNA-seq)是一种新兴的转录组学研究方法,是现今药用植物基因组研究中最活跃的领域之一。能够研究不同时期,不同组织类型、不同环境条件以及不同生理状态等各个不同条件下的基因表达差异及调控模式差异,快速、准确地提供药用植物的转录本信息,获得有效的基因编码序列。参考近年来药用植物转录组研究文献,简要介绍了转录组测序技术方法及其在药用植物中的研究现状,并从药用植物自身发育机制、次生代谢产物生物合成途径和SSR分子标记开发等3个方面综述了国内外近年来转录组测序在药用植物上的应用进展。     

中药高通量转录组研究进展

中药是中华传统文化的瑰宝,是中华民族智慧的结晶。新方法技术的不断应用使得中药研究与时俱进。高通量转录组研究经过数年的发展,已经成为一项较为成熟的研究手段。该文对中药转录组研究概况进行了综述,比较了Roche公司的GS FLXTM平台和Illumina公司的HiSeqTM2000平台两大测序平台,介绍了中药转录组分析的流程,并以西洋参和金银花为例,阐述了中药转录组研究的特色。对传统中药进行高通量转录组研究,可以从整体水平上了解目标物种的功能基因概况,明确活性成分的代谢通路,为中药研究奠定分子生物学基础,为传统中医药理论提供现代生物学阐释。但是,目前的中药转录组研究仍面临着分子基础薄弱,测序投资成本高,分析人员紧缺等困难。未来,伴随测序技术的发展与完善,转录组与蛋白质组、代谢组等组学的联合应用,将为开创高通量筛选与高效率研发相结合的新型中药产业发展模式奠定坚实的基础。     

多组学差异表征与分子鉴定赋能中药的精准鉴别——以人参属中药为例

中药基原鉴定特别是对易混淆品种的区分，是中药质量控制的难点。同属植物（或近缘品种）、同植物不同部位来源的中药往往化学组成十分相似，这为中药的真伪鉴别，特别是配方颗粒或中成药投料真实性的鉴定带来了极大的挑战。人参及其同属多种植物来源的中药对机体具有补益作用，目前在全球范围内使用广泛。人参属多个品种属于易混淆中药，特别是在饮片外观特征消失的成方制剂中易发生混用。近年来，多组学差异表征技术与分子鉴定技术在人参属中药的鉴别及区分中应用广泛，且具有互补性。以人参属多来源中药为例，综述了多组学差异分析技术及分子鉴定技术在品种区分中的应用，以期为易混淆中药的精准鉴别提供方法学参考。     

人参属药用植物无公害种植技术探讨

大多数人参属药用植物是我国传统名贵中药材,市场需求量巨大,然而人参属药材生产种植过程中一直存在生产无序、农残及重金属含量超标等问题,开展无公害种植是解决该问题的有效手段,同时也是现阶段中药材种植产业的发展方向。为了指导无公害人参属植物种植与生产,生产高品质中药材,本文依据本课题组多年研究结果,结合人参属药材研究现状,建立了人参属药材无公害精细栽培技术体系,包括精确的栽培选地、系统的土壤改良、优良的种质种苗选育、科学的无公害种植模式及高效的病虫害综合防治技术等,以期为人参属药材无公害精细化栽培提供参考。     

珠子参叶化学成分研究

研究珠子参叶的化学成分。采用硅胶,Sephadex LH-20,ODS柱色谱和半制备型高效液相色谱等方法进行分离纯化,根据理化性质和波谱数据分析鉴定了7个化合物的结构5,7-二羟基-8-甲氧基黄酮(1)、人参皂苷Rs2(2)、西洋参皂苷Rl(3)、人参皂苷Rs1(4)、三七皂苷Fe(5)、人参皂苷Rd2(6)和gypenosiden IX(7)。化合物1为首次从人参属植物中分离得到,2~7均为首次从该植物中分离得到。     

人参属药用植物地上部位皂苷类成分的化学和分析研究进展

人参属药用植物地上部位与根茎具有不同的药理活性、成分组成及分布。该文主要对人参、三七、西洋参、竹节参地上部位（茎叶、花、果实）中的皂苷类成分和分析方法进行总结,为深入研究该属药用植物地上部位的化学成分、质量控制以及实现资源综合利用提供科学依据。     

灯盏花转录组中SSR位点信息分析及其多态性研究

目的： 通过对灯盏花转录组中SSR位点信息的分析,设计SSR引物,为开发新的SSR标记奠定了基础。方法：利用MISA工具筛选灯盏花转录组测序获得的52 060条unigenes,对其SSR位点信息进行了分析;Primer3设计SSR引物,随机选取36对引物对13株采自不同地方的灯盏花进行多态性扩增分析。结果：灯盏花转录组搜索到3 639个SSR位点,分布于3 260条unigenes上,SSR位点出现频率是6.99%。其中,二核苷酸重复是主要的类型,占总SSR的34.41%,其次是单核苷酸和三核苷酸重复基元,分别占总SSR的31.41%,30.04%。二核苷酸重复基元中以AT/AT和AC/GT为优势重复基元,占总SSRs的28.71%,三核苷酸重复基元以AAT/ATT为主,占7.94%。随机选取36对引物进行PCR扩增,其中34对（94.44%）扩增出清晰、可重复的条带,19对（52.78%）表现出多态性差异。利用UPGMA作图,将13个材料分为2类。结论：灯盏花转录组中SSR位点出现频率高,类型丰富;大量的SSR为其遗传多样性分析和遗传图谱构建提供了丰富的候选分子标记。     

基于COI序列的紫河车药材及其混伪品的DNA条形码鉴定研究

利用COI序列对紫河车及其常见混伪品进行DNA条形码分子鉴定,探究准确、快速鉴定紫河车及其混伪品的方法。该研究共收集6个种41份样品,以COI作为条形码序列,对紫河车的正品及其混伪品提取基因组DNA,通过PCR扩增和双向测序,运用CodonCode Aligner进行序列拼接后,采用 MEGA6.0 软件进行序列比对,分析比较种内、种间序列差异,并构建正品紫河车及其混伪品的NJ树。结果表明紫河车COI序列种内平均K2P距离为0.001,种内最大K2P距离为0.008,紫河车的正品来源人与其混伪品种间存在较多变异位点。由所构建的NJ 树显示紫河车与其混伪品均可明显区分。基于COI序列的DNA条形码技术可以鉴定紫河车及其混伪品,为紫河车的鉴别提供了新的工具。     

重楼属植物遗传多样性的RSAP标记

目的:研究重楼属植物DNA指纹图谱,初步探讨RSAP分子标记技术在重楼属植物遗传多样性研究上的应用.方法:采用限制性位点扩增多态性(restriction site amplification polymorphism,RSAP)技术对重楼属8个种进行基因组DNA多态性分析.结果:用10条RSAP引物即选出18对引物组合构建了8个种的DNA指纹图谱.通过遗传距离构建系统进化树,重楼属8个种的进化关系得到了很好的分辨.结论:RSAP标记能够对重楼属植物进行准确的分子鉴定,为重楼属中药材的种类鉴定和种间的分类地位提供分子生物学依据.     

名贵动物药材穿山甲的DNA条形码分子鉴定研究

利用COI序列作为DNA条形码对名贵珍稀动物药材穿山甲及其混伪品进行鉴定,为穿山甲药材分子鉴定提供科学依据。该实验采用试剂盒法提取穿山甲及其混伪品的基因组DNA,通过PCR扩增和双向测序,应用CodonCode Aligner软件进行校对拼接,采用MEGA 6.0软件对所有7个物种的56份样品进行序列比对,构建邻接（NJ）树。结果表明穿山甲药材COI序列扩增成功,所构建的NJ树结果显示穿山甲及其混伪品均可明显区分。因此,基于COI序列,应用DNA条形码技术可有效鉴定名贵动物药材穿山甲及其混伪品,为其市场监管提供了新的技术手段。     

基于COI基因的龟甲及其混伪品的DNA条形码研究

目的:利用COI基因对乌龟及常见混伪品进行分子鉴定,探讨快速、准确鉴定龟甲及其混伪品的方法.方法:在全国范围内收集龟甲的正品及其混伪品8种,共22份样品,提取DNA,得到其COI序列.用Contig Express,Dnaman,Edit Sequence,Mega 5等软件进行变异位点分析,并构建正品龟甲其混伪品的N-J树.结果:龟甲的正品来源乌龟与其混伪品种间存在较多变异位点.由所构建的系统聚类树图可以看出,同属聚在一起,且各物种又形成相对独立的支.结论:基于COI序列的DNA条形码技术可以很好地鉴定龟甲及其混伪品.