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成功绘制铁皮石斛全基因组图谱

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  研究成果于昨天伦敦时间10时在国际顶级学术杂志nature(自然)子刊scientificreports(科学报告)公开发表。这是世界兰科植物基因组学研究的一个重要成果,解决了药物研制等多个重大科学问题。

  铁皮石斛是兰科植物的重要类群,是中国一级重点保护植物。一直以来被誉为中华“九大仙草”之首,被认为具有抗癌、降血糖、抗忧郁,提高人体免疫力以及治疗老年痴呆症等多种功效。据刘仲健教授介绍,对铁皮石斛全基因组测序将为铁皮石斛活性成分的药物开发、物种保护和品质鉴定、促进产业发展提供科学依据。

  由深圳市兰科植物保护研究中心、中国科学院植物研究所、中国台湾成功大学、福建农林大学、比利时根德大学和日本琦玉大学等中外科学家组成的科研团队从2010年开始对铁皮石斛全基因组进行测序和开发利用研究。首先他们对采自云南广南、湖南崀山和广东丹霞山的野生铁皮石斛植株进行形态和分子鉴定,确保测序的材料为准确的铁皮石斛。然后提取dna和rna进行全基因组测序和分析。结果表明铁皮石斛为二倍体,有38条染色体,发现铁皮石斛有28910个蛋白编码基因。高质量地完成了铁皮石斛基因图谱的绘制。

  铁皮石斛全基因组测序研究解决了多个重大的科学问题。科研团队在开展铁皮石斛全基因组测序的同时同步利用测序的分子数据开展了开发利用研究,取得多项成果:如开展了铁皮石斛的分子育种,选育出具有效活性成分、栽培容易难以仿冒的优良品种“深兰1号”;建立了保护开发利用的友好型栽培生产模式;制订全国《石斛质量等级标准》;利用石斛多糖开展对糖尿病及其并发症的治疗研究,发现对模型动物具有维持胰岛素平衡,对肝纤维化等具有明显效果以及具有抗忧郁症,提高免疫力的功能;通过动物模型试验,发现铁皮石斛小分子化合物对老年痴呆症具有非常显著的治疗效果,为一类新药开发提供了分子基础;利用铁皮石斛有效成分开发出提高记忆力的保健产品等。