0
关键词：
板蓝根颗粒,质量控制,生物测定,凝集活性,血红细胞
发表时间：
2012-07-25 10:56:48
基于高通量测序454GSFLX的丹参转录组学研究
李泽浩 | -> | 1394| 0| 772.717MB |丹参,454 GS FLX,表达序列标签,转录组
摘要: 本研究应用新一代高通量测序技术454 GS FLX Titanium 对2 年生丹参根的转录组进行测序, 研究其基因表达谱, 挖掘其功能基因。获得46 722 表达序列标签 (express sequence tags, EST), 序列平均长度414 bp, 与Sanger 测序的长度相当。所得序列与GenBank 丹参EST 合并拼接, 获得18 235 条unigene, 其中, 454 高通量测序发现了13 980 条新的unigene。数据库中的序列同源性比较表明, 其中73.0% (13 308 条) 与其他生物的已知基因具有不同程度的同源性。通过BLAST 与Gene Ontology 分析获得了可能参与丹参酮合成的序列27 条 (编码15 个关键酶), 参与丹酚酸合成的序列29 条 (编码11 个关键酶), 细胞色素P450 序列70 条, 转录因子序列577条。454 高通量测序技术作为药用植物功能基因组研究的重要手段可在丹参功能基因的发现中发挥重要作用, 这些基因的发现为丹参酮和丹酚酸类化合物生物合成研究奠定了基础, 同时也为丹参的转录组研究提供了基础数据。
丹参 (Salvia miltiorrhiza Bge.) 为唇形科 (Labiatae)
鼠尾草属常用中药, 以根和根茎入药[1]。目前丹参类药物年销售额逾10 亿元, 至2009 年9 月, 国家食品药品监督管理局颁布的丹参制剂生产批文已近千份。现代化学及药理学研究表明丹参含有两类生理活性物质: 脂溶性的丹参酮类化合物和水溶性的丹酚酸类化合物。虽然丹参在化学和药理学研究方面已有了广泛的研究, 但其活性成分代谢途径的研究较少。丹参酮类生物合成途径的研究, 仅限于萜类共同生物合成途径研究, 特别是GGPP 下游合成途径报道更少,仅柯巴基焦磷酸合酶 (CPS) 和类贝壳烯醇合酶(KSL)[2]有报道。丹酚酸类化合物中的迷迭香酸生物合成途径已经得到阐明, 且已成功克隆途径中5 个关键酶基因[3−7]。但丹酚酸类其他成分, 如丹酚酸A、B、C 和E 的生物合成途径还未见文献报道。随着化学创新药物研制难度的加大, 研究者把目光转向了药用植物有效成分生物合成的研究。
丹参基因组及转录组数据的缺乏给丹参酮类和丹酚酸类化合物的次生代谢途径的研究带来了困难。基因表达序列标签 (expressed sequence tags, EST)技术被认为是一种研究转录组的有效方法, 广泛应用于新基因发现、基因表达分析和蛋白质组学[8−11]。传统EST 技术也被应用到药用植物次生代谢基因的发掘中, 已有研究对一些重要的药用植物建立了EST 文库, 如西洋参[12, 13]和蛇足石杉[14]。GenBank已有10 288 条丹参EST, 但现有数据尚不足以挖掘丹参的功能基因。这些EST 数据都是通过传统Sanger测序方法获得的。新一代高通量测序技术454 GSFLX (454 Life of Science, Roche)[15]是对传统测序方法的一次革命性变革。相对于传统的96 道毛细管测序, 454 GS FLX 技术一次测序可产生100 万条序列,序列平均长度约400 bp, 数据总量约500 M。应用454 GS FLX 高通量测序技术进行转录组研究, 大大降低了测序所需时间和成本, 使我们能够进行药用植物转录组和次生代谢相关基因的研究。
本实验将454 GS FLX Titanium 高通量测序技术应用到药用植物转录组的研究中, 对丹参根转录组进行测序, 并应用生物信息学方法对所得EST 序列与GenBank 丹参EST 序列进行分析, 试图从功能基因组水平上研究丹参重要基因的表达。这些重要基因包括丹参酮和丹酚酸类化合物生物合成相关的关键酶基因、参与植物次生代谢的基因、转录因子等。这些基因的发现为进一步克隆其全长、研究其功能提供了基础数据, 同时也为丹参酮和丹酚酸类化合物的生物合成研究奠定了基础。本实验为应用生物技术方法获取丹参有效成分或其中间体提供了一定的科学依据。
鼠尾草属常用中药, 以根和根茎入药[1]。目前丹参类药物年销售额逾10 亿元, 至2009 年9 月, 国家食品药品监督管理局颁布的丹参制剂生产批文已近千份。现代化学及药理学研究表明丹参含有两类生理活性物质: 脂溶性的丹参酮类化合物和水溶性的丹酚酸类化合物。虽然丹参在化学和药理学研究方面已有了广泛的研究, 但其活性成分代谢途径的研究较少。丹参酮类生物合成途径的研究, 仅限于萜类共同生物合成途径研究, 特别是GGPP 下游合成途径报道更少,仅柯巴基焦磷酸合酶 (CPS) 和类贝壳烯醇合酶(KSL)[2]有报道。丹酚酸类化合物中的迷迭香酸生物合成途径已经得到阐明, 且已成功克隆途径中5 个关键酶基因[3−7]。但丹酚酸类其他成分, 如丹酚酸A、B、C 和E 的生物合成途径还未见文献报道。随着化学创新药物研制难度的加大, 研究者把目光转向了药用植物有效成分生物合成的研究。
丹参基因组及转录组数据的缺乏给丹参酮类和丹酚酸类化合物的次生代谢途径的研究带来了困难。基因表达序列标签 (expressed sequence tags, EST)技术被认为是一种研究转录组的有效方法, 广泛应用于新基因发现、基因表达分析和蛋白质组学[8−11]。传统EST 技术也被应用到药用植物次生代谢基因的发掘中, 已有研究对一些重要的药用植物建立了EST 文库, 如西洋参[12, 13]和蛇足石杉[14]。GenBank已有10 288 条丹参EST, 但现有数据尚不足以挖掘丹参的功能基因。这些EST 数据都是通过传统Sanger测序方法获得的。新一代高通量测序技术454 GSFLX (454 Life of Science, Roche)[15]是对传统测序方法的一次革命性变革。相对于传统的96 道毛细管测序, 454 GS FLX 技术一次测序可产生100 万条序列,序列平均长度约400 bp, 数据总量约500 M。应用454 GS FLX 高通量测序技术进行转录组研究, 大大降低了测序所需时间和成本, 使我们能够进行药用植物转录组和次生代谢相关基因的研究。
本实验将454 GS FLX Titanium 高通量测序技术应用到药用植物转录组的研究中, 对丹参根转录组进行测序, 并应用生物信息学方法对所得EST 序列与GenBank 丹参EST 序列进行分析, 试图从功能基因组水平上研究丹参重要基因的表达。这些重要基因包括丹参酮和丹酚酸类化合物生物合成相关的关键酶基因、参与植物次生代谢的基因、转录因子等。这些基因的发现为进一步克隆其全长、研究其功能提供了基础数据, 同时也为丹参酮和丹酚酸类化合物的生物合成研究奠定了基础。本实验为应用生物技术方法获取丹参有效成分或其中间体提供了一定的科学依据。
李泽浩发布的其他共享资料
-
-
关键词： 人工麝香,环氧合酶-2,酶免疫测定,抗炎,生物评价 发表时间： 2012-07-25 10:55:31
-
关键词： 化学衍生化,LC-MSn,官能团,灵敏度提高 发表时间： 2012-07-25 10:54:02
-
关键词： 注射用双黄连冻干粉针,HPLC-ELSD,生物热活性图谱,质量控制,均一性 发表时间： 2012-07-25 10:53:10
-
关键词： 丹参,454 GS FLX,表达序列标签,转录组 发表时间： 2012-07-25 10:44:17
-
关键词： 比较药动学,稀疏采样,NONMEM,Bootstrap法 发表时间： 2012-07-25 10:23:42