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蛇年说蛇,基因探秘植物“蛇”世界!

医业观察  · 公众号  ·  · 2025-01-30 15:25

正文

有观点,有态度

这是医业观察的第 2399-8 期文章


来源:华大集团BGI


过年好!基因君在这里祝大家蛇年大吉,巳巳如意!

值此新春佳节之际,除了准备年夜饭,贴对联,咱们也来聊点不一样的——“蛇”!绝对是走亲访友、聊天聚会的特别话题!

说到蛇,大家会想到什么呢?是十二生肖中神秘的象征?是令人敬畏的爬行动物?还是《白蛇传》里的白娘子?在华大,我们对“蛇”的探索深入到了基因层面。

近年来,华大生命科学研究院联合多家机构,利用华大的DNBSEQ和CycloneSEQ测序平台,成功完成了对中国境内13科58属132种蛇的全基因组测序。

这些研究揭开了蛇类基因组的诸多秘密——比如它们毒液成分的多样性,以及如何适应各种环境等等。研究还发现,蛇类基因组的大小在~1.4Gb到~5Gb之间。
通过这些基因组数据,我们不仅能更好地理解蛇类的进化历程,还能为医学、药物开发等领域提供宝贵的资源。2023年,华大还组织“创新班”本科联合培养学生在 GigaByte 杂志上发表了关于蛇类基因组的科研论文专辑。

不过,今天除了蛇本身,我们还要聊聊名字里带“蛇”的植物!是不是很神奇?植物也能和蛇扯上关系?

没错!植物世界妙趣横生,以“蛇”命名的植物还真不少!

下面就跟着基因君一起,探寻这些“蛇”字辈植物的基因奥秘吧!

**(以下内容排名不分先后)**

蛇瓜

长得像蛇的瓜,基因也够奇葩!

基因君知道,有些朋友听过蛇瓜,可能是因为《小巷人家》。那今天咱就来扩充一下知识点~

蛇瓜是葫芦科的一种植物,因果实细长弯曲如蛇而得名,蛇瓜的长度可以达到1.5到2米。它不仅好吃,还能入药、观赏,多才多艺。

2020年,科学家完成了对蛇瓜的基因组测序,发现其基因组有919.8Mb,是葫芦科植物中最大的基因组之一!它的基因组大,是因为有非常多的重复序列,占到了基因组的80%,就像是很多区域被复制了多次。

虽然它奇怪,但它与丝瓜是“近亲”,在3300万到4700万年前由共同的祖先分化而来。科学家还研究了蛇瓜果实从绿变红的成熟过程,发现了许多控制颜色、质地和抗病性的基因。

蛇菰(gū)

植物界的“寄生大师”

拍摄者:魏泽
蛇菰是一种全寄生植物,完全依赖其他植物生存,甚至懒得进行光合作用。 2023年,华大生命科学研究院的科学家们破解了蛇菰的基因组, 揭示了它如何“偷取”营养生存的秘密。

蛇菰基因有多“懒”?

研究发现,蛇菰丢失了约28%的基因。这些丢失的基因大多与光合作用、根部发育、氮的吸收以及开花调节等功能相关。这种基因丢失的程度在植物中是非常罕见的。另外,它还能从宿主植物那里“偷”脱落酸来满足自身需求。真是绝了。

蛇床

传统中药,基因也有料!


蛇床的果实“蛇床子”是一种历史悠久的中药材,用于治疗多种疾病。它含有丰富的活性成分,具有抗骨质疏松、抗真菌等多种药理作用。


近年来,科学家完成了蛇床的染色体水平基因组组装,为它的质量控制和药效评估提供了新方法。科学家们还发现蛇床的基因组中存在大量香豆素合成基因,这些基因形成了“生物合成基因簇”,提高了香豆素的合成效率。这为传统中药的现代化研究提供了新的思路。

短小蛇根草

抗癌植物的基因密码



短小蛇根草是一种在抗癌药物研发中备受关注的植物。它的根部和毛状根能够产生一种名为喜树碱的化合物,这种化合物在抗癌治疗中具有重要作用。


2021年,科学家成功组装了短小蛇根草的染色体水平基因组,发现短小蛇根草基因组中存在大量的喜树碱合成相关基因,而且发现喜树碱合成相关基因在基因组中以簇的形式存在,这为更好地理解喜树碱的合成机制,提高喜树碱的合成效率和质量控制提供理论基础。

白花蛇舌草

传统中药的“基因密码”








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