转录组学在药用植物研究中应用.pdfVIP

2010 第十二卷 第三期 ★Vol.12 No.3 转录组学在药用植物研究中的应用＊ □吴 琼＊＊ 孙 超＊＊ 陈士林 罗红梅 李 滢 孙永珍 牛云云 中国医学科学院 （ 药用植物研究所 北京 100193） 北京协和医学院 摘 要：药用植物转录组学研究已经成为药用植物基因组研究中最活跃的领域之一。以转录组学 的产生、发展和研究方法为基础，介绍了药用植物中转录组学的应用现状，重点介绍了转录组学当前 采用的技术手段以及在西洋参、丹参、乌拉尔甘草功能基因组学中的研究进展。同时对转录组学在药 用植物中的发展前景进行了讨论。 关键词：药用植物 转录组学 功能基因组学 454 GS FLX 表达序列标签 doi: 10.3969/j.issn.1674-3849.2010.03.030 药源短缺成为限制临床治疗和新药研发的最 一、转录组学研究方法 大瓶颈，因此，开发新的药物来源途径是迫切需要 解决的问题。利用现代生物技术和次生代谢工程手 功能基因组学（Functional Genomics）是利用结构 段是未来生产药物最有潜力的发展方向。我国药用 基因组学提供的信息和产物，以高通量、大规模实验 植物有 1 万多种，大多数药用植物遗传背景不清 方法，应用统计科学和计算机分析，在基因组或系统 楚，基因组信息缺乏，遗传信息和功能基因的研究 水平全面研究功能基因、蛋白质和代谢物，并探索它 [1~2] 亦极为薄弱。 例如人参属（Panax）和红豆杉属 们之间的相互联系和规律 。功能基因组学将生物 （Taxus）分别作为最重要的人参皂苷和紫杉醇天然 学研究从单个基因或蛋白质上升至基因组，同时对 来源植物，功能基因的研究亦相当有限。阐明和完 多个基因和蛋白质进行系统研究。功能基因组学的 善重要药用植物次生代谢产物合成途径及其调控 研究内容，包括基因组多样性研究、基因功能发现、 研究，是一项紧迫的任务。功能基因组学方法，尤其 表达调控的研究、突变检测、蛋白质组学、代谢组学 转录组学研究在发现药用植物次生代谢产物生物 研究等等。可以采用高通量模式，在基因组或系统整 合成关键酶基因、阐明次生代谢途径及调控机制方 体水平上对生命活动规律进行阐述。 面显示了重要的应用价值。本文就目前转录组学的 功能基因组学的一个重要方面是转录组学（Tran－ 研究方法、转录组学在药用植物基因组研究中的应 scriptomics) ，此外，还包括蛋白质组学（Proteomics）和代 用情况作一介绍。 谢组学（Metabolomics）。转录组（Transcriptome）的概念 [3] 由Velculescu VE. 等 首先提出。转录组是指特定细 收稿日期：2010-06-04 修回日期：2010-06-13 ＊ 国家自然科学基金面上项目：濒危药用植物川贝母EST 文库的建立和hmgr 基因克隆的研究，负责人：陈士林。 ＊＊ 联系人：吴琼，博士研究生，主要研究方向：药用植物分子生物学，Tel ：010，E-mail ：qwu@implad.ac.cn ；孙超，副研究员，主要研究方 向：药用植物分子生物学，Tel