基于全基因组的栀子花香成分合成TPS基因系统分析

栀子(Gardenia jasminoides J.Ellis)花色洁白且香气怡人,不仅具有极高的观赏价值,还是重要天然香料来源。萜类是栀子花独特香气的主要组成成分,但合成该类挥发性产物的关键萜类合酶(TPS)尚未鉴定。本研究基于栀子高质量基因组,通过转录组数据、系统发育树和保守结构域分析等,全面挖掘栀子萜类花香成分合成相关的TPS基因。结果显示,栀子基因组共注释到44个GjTPS基因,不均匀分布于11条染色体,其中9个GjTPS参与串联复制事件。所有GjTPS被划分为5个亚家族,其中27个属于被子植物特有的TPS-a、TPS-b和TPS-g分支。结合栀子5个器官的转录组数据及实时荧光定量PCR分析,筛选出5个候选GjTPS基因,其在盛开期的花器官中特异高表达,且含有DDXXD和NSE/DTE活性基序。其中,GjTPS1、GjTPS2、GjTPS3和GjTPS27为TPS-b分支酶,推测为芳樟醇或罗勒烯等栀子主要花香成分合成酶,而TPS-a分支的GjTPS18可能是金合欢烯合酶。

中药鉴定学教材50年发展历程分析

中药学是独具中国特色的学科,主要包括中药鉴定学、中药资源学、中药化学、中药炮制学、中药药理学、中药药剂学、临床中药学等二级学科,其中中药鉴定学是其他二级学科的基础,其学科建设和发展对中药学具有重要意义。以中药鉴定学教材50年发展历程为主线,阐述教材出版数量及出版形式、主编、出版社、载药数等信息,总结了本科类和专科类教材的编撰特点,在此基础上提出教材编撰建议:教材更新须与《中华人民共和国药典》同步,关注中药鉴定学与生药学的差异,注重研究生教材编撰,优化教材编撰逻辑。系统分析中药鉴定学教材的发展历程将为未来教材编撰提供重要参考,有助于提升教材的水平与整体质量,有利于中药学专业人才的培育。

时珍法物种鉴定原理与研究策略

天然药物的主要来源包括植物、动物和微生物等生物物种。这些物种的准确鉴定是天然药物研发的基础。本文提出一种全新的物种鉴定方法:时珍法(analysis of whole-genome,AGE),即从物种全基因组寻找特异靶标序列,精准识别特异靶标序列,实现物种准确鉴定的分子诊断方法。笔者详细阐述了时珍法利用不同物种基因组序列必然存在差异的原理实施物种鉴定,提出该方法的实施策略可分为研究和应用两个层面,分析其特点评判该方法具有原理可靠、特异性强、适用性广等优势,进一步论述了在体系构建过程涉及的基因组获取、生物信息分析、数据库构建等三个关键问题。综上所述,本文为生物信息软件和商品试剂盒的后续开发提供理论基础和方法指导,表明时珍法在不同对象、不同学科、不同行业等方面具有巨大应用潜力。

DNA条形码技术在中药全产业链的应用进展

DNA条形码技术是通过一段标准的DNA序列进行生物物种鉴定的方法,在中药鉴定领域应用广泛,推动中药鉴定学的"文艺复兴"。中药全产业链包括上游中药种植、采收环节,中游中药材、中药饮片、中成药生产环节,以及下游中药流通与使用环节。DNA条形码技术以其准确、通用、客观的特点在中药全产业链各关键环节发挥作用。在产业链上游,对中药种子种苗、药用植物进行鉴定,保证源头正确;在产业链中游,对中药材、中药饮片以及中成药组方药进行鉴定,保证企业投料正确、临床用药安全;在产业链下游,参与构建中药溯源体系,实现中药"来源可查,去向可追",跟踪中药生产全过程,保障消费者权益,有助于中药监督管理。结合近年来具体研究实例,本文介绍DNA条形码技术在中药全产业链过程的应用,对促进中药产业现代化、推动中药国际化进程具有重要意义。

胭脂素的生物合成及应用研究进展

由于合成色素对人类健康具有潜在危害,天然色素逐渐受到青睐。胭脂素作为类胡萝卜素物质是世界第二大天然色素,其生物合成途径是国际研究热点,目前尚未被完整解析。文中综述了胭脂素的化学特性与提取方法、合成途径研究及应用现状,比较传统提取方法与新提取技术的特点,阐述胭脂素合成通路相关基因及非生物胁迫对合成通路的影响,介绍胭脂素在食品、医药、化工产业应用现状。由于胭脂素合成通路的研究多停留在转录组水平,大多数基因功能未进行验证,文中提出综合应用基因组学、生物信息学、植物化学等学科技术进行深入研究以解析完整的胭脂素合成途径,为胭脂素合成生物学研究及新药研发奠定基础,促进胭脂素的资源开发及可持续发展。

DNA条形码技术在国家药品抽验中的应用研究

国家药品抽验工作中发现中成药红金消结胶囊、红金消结片和柴黄颗粒处方中部分饮片来源复杂,存在掺伪现象,但常规检验方法难以确定混伪品基原物种。故本研究收集其处方中部分中药,包括柴胡、八角莲、黑蚂蚁和鼠妇虫饮片及相关药材样品184份,采用DNA条形码技术进行基原物种鉴定。结果显示,115份市售柴胡类药材及饮片获得111条ITS2序列,其中71份为柴胡(Bupleurum chinense)、3份为狭叶柴胡(B.scorzonerifolium)、31份为同属混伪品,另检出非同属伪品臭椿(Ailanthus altissima)1份、防风(Saposhnikovia divaricata)2份、一枝黄花(Solidago decurrens)3份;22份市售八角莲药材样本获得21条ITS2序列,其中15份为混伪品南方山荷叶(Diphylleia sinensis)、6份为八角莲(Dysosma versipellis)等鬼臼属植物;22份市售黑蚂蚁饮片基因组DNA降解均未能获得COI序列;38份市售鼠妇虫饮片样本获得24条COI序列,其中9份为平甲虫(寻常卷甲虫Armadillidium vulgare)、11份为光滑鼠妇(Porcellio laevis)、2份为中华蒙潮虫(Mongoloniscus sinensis),另有2份不能判定物种。本研究证实中药材DNA条形码分子鉴定技术适用于中成药处方投料的基原鉴定,有助于建立中药材、中药饮片、中成药生产流通使用全过程追溯体系。

市售中药饮片DNA条形码鉴定研究

中药材DNA条形码分子鉴定法指导原则已纳入《中国药典》,但目前尚缺乏应用于中药饮片的系统性研究。本研究共收集212份市售中药饮片,包含根及根茎、果实种子、全草、花、叶、皮、茎木等不同入药部位,验证中药材DNA条形码分子鉴定法对中药饮片基原物种鉴定的适用性和准确性。结果表明,共有161份样本成功获得DNA条形码序列,占收集中药饮片样本量的75.9%,其余样本基因组DNA降解,无法获得扩增产物。实验所得DNA条形码序列分析结果如下:138份饮片为《中国药典》(2020年版)收载相应药材的基原物种,占获得序列样本数的85.7%;14份样本分析结果中包含《中国药典》收载相应药材的基原物种以及同属近缘物种,经过形态学鉴定,其中8份为正品,3份掺有伪品,3份缺少鉴别特征,不能确定基原;7份样本为混伪品;另有2份样本检出掺伪现象。本研究证实中药材DNA条形码分子鉴定法能有效检出市售中药饮片的掺伪/混伪现象,可用于市售中药饮片的基原物种鉴定,值得在中药饮片加工生产企业及药品监督检验管理机构推广,同时有助于促进中药学研究的跨学科交流,共同挖掘中药作用靶点和药效机制,推动个性化精准医疗及"精准药物研发"。