黃酮類(Flavonoids)化合物主要指具有色酮環(huán)與苯環(huán)為基本結(jié)構(gòu)的一類化合物的總稱，是植物在長期自然選擇過程中產(chǎn)生的一些次級代謝產(chǎn)物，廣泛存在于蔬菜、水果、牧草和藥用植物中。 其具有多種重要的生理、生化作用，對人類疾病有著重要防治價(jià)值，如抗腫瘤作用、抗心血管疾病、抗骨質(zhì)疏松、消除自由基和抗氧化抗衰老作用、抑菌及抗病毒作用、免疫調(diào)節(jié)作用、抗輻射作用等等。廣譜的藥理活性和較低毒性，已使其成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)，尤其是在醫(yī)藥、食品、保健等開發(fā)和利用領(lǐng)域。

應(yīng)用領(lǐng)域

非生物環(huán)境關(guān)系研究

 

 

藥用植物研究中的應(yīng)用

 

 

代謝途徑及功能基因組研究

 

 

在表型鑒定中的應(yīng)用

 

 

植物與微生物

 

 

 

 

 

 

樣本要求

案例分析

【項(xiàng)目文章】利用全長轉(zhuǎn)錄組測序鑒定橄欖果實(shí)和葉片中可能的多酚生物合成基因

Identification of Putative Genes for Polyphenol Biosynthesis in Olive Fruits and Leaves Using Full-length Transcriptome Sequencing

發(fā)表期刊：Food Chemistry       影響因子：6.306 發(fā)表日期：2019年12月       發(fā)表單位：中國林業(yè)科學(xué)院林業(yè)研究所

研究背景

橄欖 (Olea Europaea) 富含有價(jià)值的生物活性多酚，引起了人們的廣泛興趣。

研究設(shè)計(jì)

在本研究中，我們結(jié)合靶向代謝組、ISO-seq 和 Illumina RNA-seq，研究了橄欖果實(shí)和葉片發(fā)育過程中多酚類物質(zhì)與基因表達(dá)的關(guān)系。測定了 12 種主要的多酚類化合物，分別鑒定了 17 個(gè)基因家族的 122 個(gè)轉(zhuǎn)錄本、9個(gè)基因家族的 101 個(gè)轉(zhuǎn)錄本和 6 個(gè)基因家族的 106 個(gè)轉(zhuǎn)錄本。此外，還分析 了與多酚合成相關(guān)的 18 個(gè)基因的232 個(gè)選擇性剪接事件。這是首次利用第三代全長轉(zhuǎn)錄組技術(shù)研究橄欖果實(shí)和葉片的基因表達(dá)模式。轉(zhuǎn)錄組結(jié)合靶向代謝組的結(jié)果可以幫助我們更好地了解橄欖多酚的生物合成途徑。

圖 1 多酚類物質(zhì)含量分析 測定了橄欖果實(shí)發(fā)育的 5 個(gè)不同階段和 3 個(gè)不同橄欖葉年齡的多酚類物質(zhì)，所有果實(shí)和葉片樣品中 12 種單體多酚類化合物的總和存在較大差異

圖 2 與油橄欖類黃酮合成相關(guān)的轉(zhuǎn)錄本分析 387 個(gè)轉(zhuǎn)錄本在不同發(fā)育時(shí)期中的表達(dá)存在顯著差異，其中涉及 HCT、C3H、CSE、COMT 等基因

圖 3 與油橄欖橄欖苦苷合成相關(guān)的轉(zhuǎn)錄本分析 隨著果實(shí)成熟，GES、G8H、等多個(gè)轉(zhuǎn)錄本表達(dá)量下降，與橄欖苦苷的濃度變化相對應(yīng)

圖 4 與油橄欖羥基酪醇合成相關(guān)的轉(zhuǎn)錄本分析 檢測到 90 個(gè)與羥基酪醇生物合成相關(guān)的轉(zhuǎn)錄本，51 個(gè)在果實(shí)中顯著性表達(dá)差異，35個(gè)在葉片中顯著性表達(dá)差異

結(jié)論

這是運(yùn)用二代加三代轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)首次應(yīng)用于橄欖多酚合成及其相關(guān)基因表達(dá)模式的研究，為橄欖基因發(fā)現(xiàn)、分子育種和代謝工程的未來研究提供了寶貴的資源。

參考文獻(xiàn)

Guodong Rao,Jianguo Zhang,Xiaoxia Liu et al. Identification of putative genes for polyphenol biosynthesis in olive fruits and leaves using full-length transcriptome sequencing.[J] .Food Chem, 2019, 300: 125246