地区：上海市 宝山区
关键词：广西壮族自治区药用植物园
成果类型：其它
成果领域：生物与新医药
成果编号：A2021061000001975
成果描述：
| 课题来源与背景：该项目是广西自然科学基金面上项目“三七转录组、表达谱的高通量测序及皂苷合成关键酶的克隆研究”，（任务书编号：2013GXNSFAA019207）的经费资助而完成的。由广西壮族自治区药用植物园独立承担。技术原理及性能指标：技术原理：利用第二代高通量Solexa测序技术对1-4年生三七根的转录组和表达谱进行了研究，发现三七皂苷生物合成通路中已知基因；研究转录组数据中大量Unigenes的实时表达，结合三七皂苷的含量变化规律，从CYP450基因Unigene中和UDPG基因Unigene中筛选出候选基因；利用RT-PCR技术，克隆出三七皂苷生物合成相关的基因，并对全长基因进行功能分析。阐述了三七皂苷生物合成的分子机制。探讨三七中皂苷含量的HPLC分析方法、海拔对三七抗氧化酶活性与光合色素的影响、打破三七休眠和三七避雨栽培技术等研究，为三七育种和种植服务。性能指标：转录组测序得到55,155,156条reads，碱基数为4,963,964,040个bp，约合4.9G的数据，最终得到96704条Unigene。发现与次生代谢相关的unigene共2517条，其中涉及萜类骨架合成的Unigene有111条；发现了其他CYP450基因Unigene 384个、glycosyltransferase基因Unigene 120个和glucosyltransferase基因Unigene 219个。在研究大量Unigenes的实时表达中，1-4年生四种年龄之三七根的表达谱均得到500万个以上表达标签（Clean Tags）。结合三七皂苷的含量变化规律，已从384条CYP450基因Unigene中选出9条候选基因，219条UDPG基因Unigene中选出8条候选基因。利用RT-PCR技术，克隆出三七皂苷生物合成相关的基因—-PnFPP、PnSQE、PnSQS、PnCAS的一共4条基因全长，并对全长基因进行了功能分析。初步阐述了三七皂苷生物合成的分子机制。完成广西不同年限三七中皂苷含量的HPLC分析、海拔对三七抗氧化酶活性与光合色素的研究和三七避雨栽培技术研究；申请了国家发明专利一种打破三七块根休眠方法及其诱导剂，起草广西地方标准“中药材田七松树林下种植技术规程。技术的创造性与先进性：通过测序，获得了4.9G的原始数据，拼接获得96704条Unigene序列,发现与次生代谢相关的unigene。通过实时表达和含量变化规律的研究，筛选出共17条候选基因。克隆出4条三七皂苷生物合成相关基因的基因全长，并对全长基因进行了功能分析。申请了国家发明专利一种打破三七块根休眠方法及其诱导剂；起草广西地方标准“中药材田七松树林下种植技术规程。技术的成熟程度，适用范围和安全性：技术的成熟度：通过三年的研究，技术上已较成熟，克隆出4条三七皂苷生物合成相关基因的基因全长，并对全长基因进行了功能分析。申请了国家发明专利一种打破三七块根休眠方法及其诱导剂，起草广西地方标准“中药材田七松树林下种植技术规程。发表论文3篇。适用范围：适用于广西境内的三七育种和种植。安全性：该研究对大气、土壤、水分不造成污染。应用情况及存在的问题：应用情况：利用该研究方法能有效地克隆皂苷合成关键酶基因，加快了三七分子育种、生物合成和抑制其分支途径来提高产量和含量研究进程。发明专利一种打破三七块根休眠方法及其诱导剂和“中药材田七松树林下种植技术规程，在广西药用植物园科研种植基地、那坡三七生态种植基地得到已小规模应用。存在的问题：该研究虽已阐述了三七皂苷生物合成的分子机制。但三七基因功能验证、蛋白质组和miRNA测序等环节没有做好。有待于进一步研究。历年获奖情况：该项目暂未获得任何的奖项。成果简介：该项目利用第二代高通量Solexa测序技术对1-4年生三七根的转录组和表达谱进行了研究，发现三七皂苷生物合成通路中已知基因；研究转录组数据中大量Unigenes的实时表达，结合三七皂苷的含量变化规律，从CYP450基因Unigene中和UDPG基因Unigene中筛选出候选基因；利用RT-PCR技术，克隆出三七皂苷生物合成相关的基因，并对全长基因进行功能分析。阐述了三七皂苷生物合成的分子机制。完成广西不同年限三七中皂苷含量的HPLC分析、海拔的三七抗氧化酶活性与光合色素的研究和三七避雨栽培技术研究；申请了国家发明专利一种打破三七块根休眠方法及其诱导剂，起草广西地方标准“中药材田七松树林下种植技术规程。为三七育种和种植服务。 |
