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【中药资源】JIPB | ​福建师范大学薛婷课题组发布南丹参高质量基因组

药用植物研究前沿  · 公众号  ·  · 2021-03-02 10:39

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来源:JIPB



南丹参( Salvia bowleyana )为唇形科鼠尾草属多年生草本植物,广泛分布于南方各省。南丹参根肥厚,外表红赤色,主要活性成分由 脂溶性丹参酮类和水溶性酚酸类物质构成,是研究中草药植物次生代谢产物的理想材料。南丹参根部丹酚酸B含量显著高于丹参, 约占总水溶性酚酸类物质的70%,对心、脑、肝、肾等器官均具有重要药理作用。但目前对于南丹参水溶性酚酸类生源途径的研究还刚刚起步,尤其是南丹参中标志性酚酸类成分丹酚酸B的代谢途径还未见相关报道。研究表明,南丹参酚酸次生代谢物主要由苯丙烷代谢途径和迷迭香代谢途径合成,但丹酚酸B如何由迷迭香转化而来至今尚不清楚。

JIPB 近日在线发表了福建师范大学薛婷课题组题为 Insights into salvianolic acid B biosynthesis from chromosome-scale assembly of the Salvia bowleyana genome https://doi.org/10.1111/jipb.13085 的研究论文。该研究综合利用PacBio、Illumina以及Hi-C测序技术,构建了南丹参染色体级别的高质量参考基因组。该基因组大小约为462.44Mb、scaffold N50长为57.96 Mb,共注释了44,044个蛋白编码基因。基因组演化分析估计南丹参与其近缘种丹参的分化时间约为394万年前,并且南丹参经历了一次全基因组复制事件。比较基因组学分析显示,南丹参基因组中大多数扩张的基因都参 苯丙烷代谢、酪氨酸代谢和类萜生物合成。

南丹参系统发育树及其进化分析

前期研究表明,迷迭香酸是 丹酚酸B 生物合成的直接前体,漆酶(laccase)参与催化迷迭香酸到 丹酚酸B的 氧化反应。系统发育分析表明,南丹参漆酶家族成员的数量高于丹参。我们推测漆酶家族成员的扩张能有效地催化迷迭香酸到 丹酚酸B的 氧化反应,从而使南丹参积累更高的丹酚酸B。基于同源搜索和功能注释,挖掘到参与丹酚酸B生物合成通路和相关调控的候选基因(SbCYP98A75, SbCYP98A77, SbCYP98A78, SbLAC4, SbLAC13, SbLAC14, SbLAC33, SbLAC38, SbLAC41, SbLAC49 and SbLAC51)。该论文组装获得的南丹参基因组和挖掘到的丹酚酸B生物合成相关候选基因资源为今后的南丹参药用价值的开发利用提供了基础。

福建师范大学生命科学学院博士生 郑学海 陈多 博士和 陈炳华 副教授为该论文的第一作者, 薛婷 博士为通讯作者。


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