陈润生研究组联合陈畅研究组破译枸杞子基因组图谱并揭示其生物活性成分及其合成路径

　　

　　枸杞（Lycium barbarum）作为中国传统的药食同源植物，含有丰富的果胶多糖。枸杞果胶多糖（Lycium barbarum pectin polysaccharides，LBPPs）是枸杞的主要生物活性成分，具有抗氧化、免疫调节、抗衰老等多种功效。尽管枸杞在健康领域应用较多，但由于其缺少精确的遗传图谱，导致LBPPs的合成过程和调控机制研究有限，这在很大程度上制约了枸杞的分子育种发展及国际推广。

　　近日，陈润生研究组联合陈畅研究组在《Genomics,Proteomics & Bioinformatics》杂志发表题为"Enzymes Repertoires and Genomic Insights into Lycium Barbarum Pectin Polysaccharides Biosynthesis"的研究论文，解析了枸杞基因组图谱及活性成分。首次揭示了LBPPs的完整生物合成途径，并鉴定了关键合成酶及糖代谢调控相关的RNA。

　　该研究基于三代测序技术、光学图谱技术、自研高效三维基因组捕获技术（Trands in Plant Science，2023）等方法，对枸杞进行de novo的基因组组装，突破枸杞基因组高杂合、高重复的瓶颈，获得枸杞高精度基因组图谱。在此基础上，解析了多糖活性酶基因库CAZymes在LBPPs合成中的核心作用，尤其是在枸杞果胶多糖骨架延伸（RRTs）、侧链合成（GAUTs）和链修饰（PAEs）等方面的累积扩张。研究进一步鉴定了一个关键鼠李糖糖基转移酶基因RRT3020，其能够显著促进枸杞果胶多糖的生成。此外，该研究初次解析了与枸杞果胶多糖代谢相关的长链非编码RNA（lncRNAs），为深入了解基因调控提供了新视角。团队首次在枸杞中建立了全面的果胶多糖合成路径，揭示了从糖转运到多糖修饰的整个合成过程（图）。

图. 枸杞中果胶多糖合成和糖转运的示意图

　　陈润生院士和陈畅研究员为论文的共同通讯作者，陈润生组岳海燕工程师、唐以恒博士及李艾萱博士为论文的共同第一作者。该研究受到宁夏自治区重点研发计划重大项目、国家重点研发计划、国家自然科学基金的资助。

　　文章链接：https://doi.org/10.1093/gpbjnl/qzae079

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（供稿：陈润生研究组、陈畅研究组）

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