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野生红豆杉也越来越少成为了濒危植物



来源:未知 日期:2021-05-04 14:07 作者:luofan
  近日,我国农业科学院(深圳)农业基因组研讨所(简称“基因组所”)与湖南农业大学等单位一起在预印平台bioRxiv在线发表题为“The Taxus Genome Provides Insights into Paclitaxel Biosynthesis”的研讨论文,揭开植物“大熊猫”红豆杉的基因密码,这是国际首个红豆杉参考基因组。
  
  研讨还初次揭示了闻名抗癌物质——紫杉醇的组成基因在红豆杉染色体上的散布规则,发现了首个紫杉醇组成基因簇。
  
  红豆杉是我国的一级珍稀濒危保护植物,也是国际上公认的濒临灭绝的天然珍稀抗癌植物。根据植物学典籍记载,红豆杉除了果实外,通体有毒,含有紫杉碱,可引发肠胃炎、心脏病和呼吸困难等。果实食用不当也会形成中毒。红豆杉之所以能够抗癌,在于从树皮中含有抗癌物质紫杉醇。紫杉醇是红豆杉特有的一种结构复杂的次生代谢产物,可促进微管蛋白结合,抑制癌细胞的有丝分裂,有用阻止癌细胞的增殖。
  
  上世纪六七十年代,人们发现红豆杉的树皮中含有紫杉醇以后,导致很多的红豆杉被剥皮后死亡,国内的野生红豆杉也越来越少,成为了濒危植物。
  
  作为常用化疗药物,紫杉醇药物自上市以来,价格居高不下。据《健康时报》报导,用于医治乳腺癌、非小细胞肺癌、胰腺癌和卵巢癌等的注射用紫杉醇(白蛋白结合型),每支30毫克剂量的,价格为175美元,在我国首家约为一支200美元以上;国产紫杉醇针剂平等剂量的,价格为每支1200元,以每位患者至少用40支计,费用在48000元左右。2019年11月,国家第二批安排药品会集收购成果公布后,白蛋白紫杉醇价格降幅较大,但关于普通收入家庭来说担负仍不小。
  
  为了降低紫杉醇的生产成本,科学家们进行了长时间而不懈的尽力。但是,由于缺乏红豆杉的全基因组信息,多种重要的解决方法都无法高效的开展,包括利用分子育种技能提高红豆杉的紫杉醇含量或加速红豆杉的成长速度,或许利用组成生物学技能实现紫杉醇在大肠杆菌或酵母等微生物中的生物全组成。
  
  我国科学家们成功完成了南边红豆杉(Taxus chinensis var. mairei)的全基因组测序,组装了染色体等级的高质量参考基因组。测序成果显示,南边红豆杉基因组大小为10.23Gb,与银杏等裸子植物大小相当。在随后的研讨中,科研人员发现红豆杉基因组阅历了一次古代的全基因复制事情,并且其基因组中的重复序列阅历了长时间而连续的刺进过程,在漫长的进化过程中,红豆杉不只形成了独特的转座子宗族,而且进化出独有的紫杉醇生物组成相关基因宗族。该研讨初次发现了紫杉醇组成基因在红豆杉9号染色体上的集合散布现象,并在其间鉴定了首个紫杉醇生物组成基因簇,由6个基因串联组成,主要担任催化紫杉醇生物组成的前两步。
  
  据了解,该研讨是红豆杉和紫杉醇研讨范畴的重大突破,将深化人类关于紫杉醇生物组成途径及其遗传根底的了解,有助于解答裸子植物基因组进化范畴的要害科学问题。研讨所发现的候选基因为紫杉醇的组成生物学研讨提供了丰厚的遗传资源和靶标,为未来生物全组成紫杉醇奠定了根底。
  
  这项研讨得到了国家重点研制方案、我国农业根本科研事务专项、我国农科院青年英才方案和我国农科院立异工程、国家科技部根底司专项、湖南省教育厅科学研讨基金、湖南农业大学“双一流”建设等项目的资助。基因组所研讨员熊兴耀、苟君波博士后、助理研讨员廖庆刚和湖南农业大学副教授李炎林为该论文一起榜首作者,基因组所研讨员闫建斌和黄三文为该论文一起通讯作者。

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