——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求
——中國科學(xué)院辦院方針
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甘草,被譽為“國老”,是中醫(yī)藥寶庫中的一顆璀璨明珠。早在《神農(nóng)本草經(jīng)》中,它就被列為上品,在中醫(yī)藥臨床應(yīng)用中占據(jù)著舉足輕重的地位。中醫(yī)常說它能“調(diào)和諸藥”,在眾多經(jīng)典方劑中,甘草就像一位經(jīng)驗老到的“和事佬”,既能緩和藥物峻猛之性,讓藥效發(fā)揮得更加平穩(wěn)持久,又能協(xié)調(diào)不同藥材間的作用,使整個藥方達(dá)到“君臣佐使”的完美平衡。
除了在中醫(yī)藥領(lǐng)域大放異彩,甘草在現(xiàn)代醫(yī)藥、食品等行業(yè)也有著廣泛應(yīng)用。甘草的根和根莖蘊含甘草酸、類黃酮等多種生物活性物質(zhì),使其具有抗炎、抗病毒、抗氧化等豐富的藥理功效,是眾多藥品、保健品的重要原料。在食品行業(yè),甘草獨特的甜味使其成為天然的甜味劑和風(fēng)味改良劑,被添加到飲料、糖果中。在甘草屬眾多物種里,烏拉爾甘草、脹果甘草和光果甘草是藥用甘草的主要來源。
中國科學(xué)院華南植物園研究員王瑛團(tuán)隊聯(lián)合海南大學(xué)教授夏志強(qiáng)團(tuán)隊構(gòu)建了三種藥用甘草烏拉爾甘草、脹果甘草和光果甘草高質(zhì)量的參考基因組,基因組大小分別為425Mb、447Mb和423Mb。通過全基因組比對分析,研究發(fā)現(xiàn)三者存在共線性關(guān)系和結(jié)構(gòu)變異,其中存在/缺失變異基因主要富集在次生代謝途徑,為解析三種甘草中的共有和差異活性成分的合成及調(diào)控提供了基因資源。
基于獲得的結(jié)構(gòu)變異,聯(lián)合三者不同組織及發(fā)育時期的轉(zhuǎn)錄組分析,研究構(gòu)建了甘草酸的調(diào)控網(wǎng)絡(luò),并驗證了GibHLH9、GibHLH53和GibHLH174為促進(jìn)甘草酸合成的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子。同時,科研團(tuán)隊分析了甘草查爾酮A(LCA)和光果甘草定生物合成途徑中的基因,并驗證了GiOMT17在LCA生物合成中的催化功能。物種特有基因的形成和基因表達(dá)差異,解釋了特征類黃酮在三種藥用甘草中的差異積累。
近期,相關(guān)研究成果以Comparative genomics of three medicinal Glycyrrhiza species unveiled novel candidates for the production of important bioactive compounds為題,發(fā)表在The Plant Journal上。研究工作得到廣東省自然科學(xué)基金等的支持。
三種藥用甘草的基因組共線性和結(jié)構(gòu)變異圖譜
三種甘草中甘草查爾酮A和光甘草定合成的關(guān)鍵基因分析
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