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中科院昆明植物研究所 |
揭示板蓝靛蓝生物合成遗传基础 |
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昆明植物所测序的“蓝靛瑶”号板蓝植株,包括全株、叶、茎、根及其制成的植物靛蓝染料。
本报讯 近期,中科院昆明植物研究所(以下简称昆明植物所)民族植物学团队研究员王雨华课题组和木本资源发掘与农林复合系统构建团队研究员刘爱忠课题组合作,开展了板蓝的精细基因组测序研究并揭示靛蓝生物合成的分子机制。相关研究成果发表于《植物学报》。
板蓝,又称为南板蓝根,具有较丰富的靛蓝色素,因此一直是传统的蓝色染料植物。昆明植物所民族植物学团队的野外调查发现,居住在云南的少数民族“蓝靛瑶”对靛蓝的利用具有特殊的文化内涵,他们崇尚蓝色服饰,以蓝色为民族文化的主色调,板蓝的利用对维持蓝靛瑶传统文化具有意义。此外,靛蓝作为一种吲哚生物碱,具有多种药物活性,是传统中药中的重要方剂,在当今我国传统中药的现代化利用中具有前景。解析靛蓝物质生物合成的遗传基础,对高效利用板蓝具有重要指导意义。
研究人员结合MinION单分子测序和Hi-C测序技术,首次获得了板蓝染色体水平的精细基因组。利用代谢组分析发现,靛蓝色素(靛苷、靛蓝和靛玉红)主要在板蓝的叶片和茎中累积。结合代谢组和转录组的关联分析发现,与靛蓝色素合成途径相关的酶基因,如细胞色素P450、UDP—葡萄糖基转移酶和β—葡萄糖苷酶,其叶和茎的变化显著。比较基因组学研究进一步揭示细胞色素P450和UDP—葡萄糖基转移酶基因家族经历了数量上的扩张和功能的分化。该研究揭示了板蓝累积靛蓝的分子基础。(柯讯)
相关论文信息:https://doi.org/10.1111/tpj.14992
《中国科学报》 (2020-11-25 第4版 综合)