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基因组所研究科学家阐明植物三萜化合物代谢组学研究新进展

发布时间:2018-10-30 发布来源:尚轶 赵华

  10月19日,国际知名植物学期刊《植物学报》(The Plant Journal)在线发表了由中国农业科学院农业基因组研究所(以下简称基因组所)黄三文研究员和云南师范大学马铃薯科学研究院尚轶研究员共同完成的综述论文Multi-omics data driven investigations of metabolic diversity ofplant triterpenoids(《植物三萜化合物代谢多样性的多组学研究》)。该综述文章总结并系统介绍了利用组学大数据开展植物次生代谢研究的最新进展,并介绍了三类导致植物三萜化合物结构多样的酶。

  在漫长的进化进程中,植物为适应复杂环境和满足自身发育过程,合成出数量巨大、结构异常丰富的次生代谢产物。这些代谢物在调节植物和外界环境的相互作用中发挥着重要作用,它们影响了作物的营养与风味品质,同时也为医药、化妆品、调味品、农用化学品、颜料染料的商业应用提供了巨大资源。一个著名的例子就是从青蒿中分离出来的抗疟疾药物青蒿素。虽然,科学家已从植物中鉴定出大量代谢物,但是能在商业上成功应用的还非常有限,相关研究还有待加强。

  前沿测序技术的突破和成本的下降,大大加速了植物次生产物的代谢研究。近几年,随着组学大数据技术的飞速发展,通过整合基因组、转录组、代谢组以及蛋白组等多种组学技术,发掘控制植物次生代谢产物合成、调控、转运等过程的关键基因已越来越普遍(图1),必将加速未来利用合成生物技术改良作物的品质和开发其潜在商业价值的进程。

图1  多重组学驱动植物代谢的研究

  该综述文章对植物次生代谢研究进展的总结和介绍,将为后续植物次生代谢研究提供借鉴和参考,对推动植物次生代谢研究和相关产业化应用具有积极意义。

  据了解,黄三文和尚轶及他们的研究团队在基因组所与云南师范大学合作共建的马铃薯科学研究院下合作开展马铃薯相关科研和育种工作,团队构建的多组学代谢研究体系正用于马铃薯营养品质、风味形成分子机制研究。相关研究将为培育营养丰富、风味独特、口感良好的马铃薯新品种提供理论和技术支持。

论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.14132