都正專(zhuān)家丨勁爆!中藥多組學(xué)項(xiàng)目連發(fā)三篇Nature系列刊
發(fā)布時(shí)間：
2021-10-19
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轉(zhuǎn)載自中國(guó)中藥雜志微信公眾號(hào) 微信號(hào): cjcmmyc
國(guó)家科技部網(wǎng)站以"中藥多組學(xué)研究取得重大突破"為題報(bào)道了由國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃立項(xiàng)支持的“中藥多組學(xué)方法創(chuàng)新及新品種選育”項(xiàng)目近期取得的重大創(chuàng)新突破。項(xiàng)目組基于多組學(xué)技術(shù)成功揭示紫蘇、黃連、大青葉等藥用植物的基因遺傳背景，相關(guān)研究成果以三篇研究論文形式連續(xù)發(fā)表在國(guó)際著名權(quán)威學(xué)術(shù)期刊Nature Communications《自然通訊》，引起了國(guó)際學(xué)術(shù)界對(duì)我國(guó)中藥應(yīng)用基礎(chǔ)性研究的高度關(guān)注。
該項(xiàng)目針對(duì)傳統(tǒng)草藥遺傳信息缺失制約中藥學(xué)科基礎(chǔ)研究的關(guān)鍵問(wèn)題，首次破譯一批草藥基原植物基因密碼，成功搭建了首個(gè)全球藥典草藥基因組數(shù)據(jù)庫(kù)，包含近千種藥用植物核基因組和質(zhì)體基因組序列，推動(dòng)中藥研究全面走進(jìn)“組學(xué)時(shí)代”，為進(jìn)一步應(yīng)用現(xiàn)代生命科學(xué)思維開(kāi)展傳統(tǒng)草藥育種、鑒定、品質(zhì)提升、生物合成等研究提供了分子遺傳學(xué)基礎(chǔ)。
通過(guò)結(jié)合中藥傳統(tǒng)選育及組學(xué)技術(shù)，項(xiàng)目組成功選育一批中藥材新品種，獲得人參、黃花蒿、紫蘇等多個(gè)中藥材新品種證書(shū)，并正進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化推廣，攻克長(zhǎng)期困擾我國(guó)中藥材選種育種模式落后的問(wèn)題。
據(jù)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人陳士林研究員介紹，該項(xiàng)目利用多組學(xué)技術(shù)手段分別從蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、藥效物質(zhì)以及表型與基因組的關(guān)聯(lián)分析深度挖掘紫蘇、黃連、大青葉、梔子等優(yōu)良中藥材品質(zhì)形成背后的遺傳機(jī)制，紫蘇基因組的破譯以及紫蘇種質(zhì)資源全基因組關(guān)聯(lián)分析等研究揭示了我國(guó)特色藥食同源植物紫蘇優(yōu)質(zhì)品質(zhì)形成的分子基礎(chǔ)，加速紫蘇新品種“中華藥紫1號(hào)”的選育；蛋白結(jié)構(gòu)生物學(xué)試驗(yàn)成功解析大青葉中關(guān)鍵藥效成分木脂素合成的關(guān)鍵酶，攻克了木脂素量產(chǎn)的難題；通過(guò)解析黃連全基因組信息闡明黃連根部藥效成分小檗堿、黃連堿等異喹啉類(lèi)生物堿多樣化形成的遺傳本質(zhì)。
項(xiàng)目組首次提出基于基因組選擇的草藥“四階式”分子輔助育種技術(shù)體系，應(yīng)用該體系大幅縮短了人參、黃花蒿、紫蘇等藥材新品種選育的周期。紫蘇新品種藥紫1號(hào)葉片揮發(fā)油含量高達(dá)1.52%，其中紫蘇醛含量占68.01%。采用基因組選擇育種等手段，成功獲得“實(shí)科人參1號(hào)”人參新品種，具備高產(chǎn)量和優(yōu)形的特征，且Rg1+Re含量比對(duì)照高33.6%；Rb1比對(duì)照高49.5%；黃花蒿新品種“中康優(yōu)青1號(hào)”株型矮化緊湊，青蒿素含量比常規(guī)品種高140%以上。本草基因組學(xué)技術(shù)體系有力推動(dòng)了中藥材新品種選育學(xué)科發(fā)展，從根源上解決中藥材質(zhì)量源頭建設(shè)的關(guān)鍵問(wèn)題，將有效保障中藥材產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
該項(xiàng)目由中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院中藥研究所、中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥用植物研究所、海軍軍醫(yī)大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院華南植物園、湖北中醫(yī)藥大學(xué)和云南農(nóng)業(yè)大學(xué)等單位共同承擔(dān)。
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