本草基因组学

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基于本草基因组学应用流式量测序技术检测人参基因组大小

基于本草基因组学应用流式量测序技术检测人参基因组大小

基于本草基因组学应用流式量测序技术检测人参基因组大小张小燕;刘志香;廖保生;肖水明;徐江;盛玮【摘要】Ginseng is the dried root and rhizome of Panax ginseng.The lack of genomic data has restricted the development of ginseng industry and basic research.The genome size of P.ginseng was estimated to be 3.42 Gb by using the genome data of Oryza sativa ssp.Nipponbare and Glycine max (L.) Merrill as the reference and the flow cytometricanalysis.Meanwhile,shotgun libraries with the insert size of 250 bp and 500 bp were constructed,and sequenced for double terminal PE 150 by using Illumina Hiseq X Ten platform.Totally,183.82 Gb high quality data was obtained after filtering the raw data.The genome size of P.ginseng was 3.35 Gb and the sequencing depth was 54.87 X by K-mer analysis.In this study,flow cytometry and K-mer analysis were used to identify the genome size of ginseng,which provided basic data for the further whole genome sequencing and herbgenomics studies.%人参(Ginseng)是五加科植物人参(Panax ginsengC.A.Mey.)的干燥根和根茎.由于其基因组数据的缺乏制约了人参基础研究和产业发展.本实验以水稻(Oryza sativa ssp.Nipponbare)和大豆(Glycine max (L.) Merrill)为内参,通过流式细胞术检测人参基因组大小约为3.42 Gb;同时,分别构建人参基因组插入片段大小为250 bp和500 bp的鸟枪法(shotgun)文库,利用Illumina HiseqXTen平台进行双端PE 150高通量测序,过滤原始测序数据后获得183.82 Gb高质量数据,K-mer分析法预估人参基因组大小为3.35 Gb,测序深度为54.87 X.本研究采用流式细胞术结合K-mer分析法测定人参基因组大小,为人参全基因组测序以及本草基因组学的研究提供基础数据.【期刊名称】《世界科学技术-中医药现代化》【年(卷),期】2017(019)010【总页数】5页(P1724-1728)【关键词】人参;基因组大小;流式细胞术;高通量测序;本草基因组学【作者】张小燕;刘志香;廖保生;肖水明;徐江;盛玮【作者单位】淮北师范大学生命科学学院淮北235000;中国中医科学院中药研究所北京100700;中国中医科学院中药研究所北京100700;中国中医科学院中药研究所北京100700;中国中医科学院中药研究所北京100700;中国中医科学院中药研究所北京100700;淮北师范大学生命科学学院淮北235000【正文语种】中文【中图分类】R331本草基因组学(herbgenomics)是利用组学技术研究中药基原物种的遗传信息及其调控网络,阐明中药防治人类疾病分子机制的学科,从基因组水平研究中药及其对人体作用的前沿科学[1,2]。

本草基因组学的理解

本草基因组学的理解

本草基因组学的理解嘿,朋友们!今天咱来聊聊本草基因组学这个神奇的玩意儿。

你说这本草基因组学啊,就像是一个隐藏在植物世界里的秘密宝藏!咱先想想啊,那些各种各样的草药,从古至今都在帮着我们治病养生呢。

以前咱可能就是凭经验,觉得这个草能治病,那个草有用,但是有了本草基因组学,那就不一样啦!就好像咱突然有了一双超级厉害的眼睛,能看清这些草药背后的奥秘。

你看啊,通过本草基因组学,咱能知道这些草药里到底有啥成分在起作用。

这就好比你知道了一道美食是用哪些调料做出来的,那下次你自己做不就心里更有底啦?而且啊,还能搞清楚这些成分是怎么来的,怎么工作的。

比如说吧,有一种草药能缓解头疼。

以前咱可能就是知道用它就行,现在呢,通过本草基因组学咱能明白为啥它能缓解头疼,是里面的哪种成分在发挥作用,这种成分是怎么在我们身体里起效果的。

这多有意思啊!这不就像是给草药来了个大揭秘嘛!咱再想想,要是没有本草基因组学,那咱对草药的理解得多肤浅呀。

就像你只知道一件东西好用,但不知道它为啥好用,那不是很可惜嘛。

有了本草基因组学,咱就能把草药研究得透透的,让它们更好地为我们服务呀。

而且哦,本草基因组学还能帮咱培育出更好的草药呢!就像咱种庄稼,想要产量高、品质好的,那不得精心培育嘛。

通过研究这些草药的基因组,咱就能找到更好的方法来种植它们,让它们更厉害。

这不是很棒吗?咱中国人和草药打交道那可是有悠久历史的呀,这本草基因组学不就是让我们的传统变得更牛嘛!咱可不能小瞧了它。

它就像是给咱打开了一扇通往草药新世界的大门,让我们能在里面尽情探索,发现更多的惊喜。

总之呢,本草基因组学就是个超级厉害的东西,能让咱对草药的理解更上一层楼。

咱可得好好利用它,让咱的生活更健康,更美好!咱可不能辜负了这么好的学问呀,对吧?。

植物基因组学和功能基因组学

植物基因组学和功能基因组学

植物基因组学和功能基因组学随着科技的发展和基因科学的应用,植物基因组学和功能基因组学正在成为研究植物生物学和植物生态学的重要工具。

植物基因组学和功能基因组学是研究植物基因组结构、功能和多样性的学科,旨在深入了解植物的生物学特性和生态系统功能。

一、植物基因组学植物基因组学是研究植物所有基因的结构、功能和相互关系的学科。

通过对植物基因组的测序和分析,人们可以了解植物在生物学上的特性,比如植物的基因组大小、基因数量、基因结构和基因分布。

植物基因组学的研究方法主要是通过测序技术来确定植物基因组的DNA序列,并通过计算机分析来确定每个基因的位置和特征。

通过比对已知的植物基因组序列,可以鉴定新的基因,从而了解植物在基因水平上的多样性和变异性。

植物基因组学的应用范围非常广泛,它可以用于研究植物的起源和进化、植物的适应性和环境响应、植物种间的亲缘关系、植物与其他生物的相互作用等等。

此外,植物基因组学还可以为植物育种、产业发展和环境保护等领域提供支持和指导。

二、功能基因组学功能基因组学是在基因组水平上研究基因功能的学科。

通过分析基因的表达模式、调控网络和相互作用,功能基因组学可以揭示基因之间的相互关系和细胞内转录和代谢调控的机制。

在植物学中,功能基因组学被广泛应用于揭示植物的生物学过程和生态系统功能。

在功能基因组学领域,高通量测序技术成为一种有效的研究手段。

通过对不同组织、环境和生长阶段的植物进行基因表达谱测定,可以鉴定出与特定生物学过程相关的基因,进而研究这些基因在转录调控和信号通路中的作用。

功能基因组学可以用于研究植物的生长发育、适应性和环境响应、植物的代谢途径和产物合成、植物的相互关系和群落生态学等等。

此外,功能基因组学还可以为植物育种、生物能源和环境保护等领域提供支持和指导。

三、两者之间的联系植物基因组学和功能基因组学是两个彼此紧密联系的学科,二者之间相互促进、相互支持。

首先,植物基因组学为功能基因组学提供了重要的基础,只有了解植物的基本遗传信息,才能深入研究植物基因表达、代谢调控和功能发育等方面的生物学过程。

本草基因组学

本草基因组学

本草基因组学中醫药学对世界医药学发展作出了巨大贡献,随着现代科学技术的发展,特别是人类基因组计划的提出和完成,对人类疾病的认识和治疗开启了全新篇章。

在此背景下,笔者将组学技术引入中药学研究,提出本草基因组学(Herbgenomics)学科概念,即利用组学技术研究中药基原物种的生物遗传信息及其调控网络,阐明中药防治人类疾病分子机制的学科,从基因组水平研究中药及其对人体作用的前沿科学。

主要内容涉及结构基因组、功能基因组、蛋白质组、转录组、代谢组、表观基因组、宏基因组、药用模式生物、基因组辅助分子育种、DNA鉴定、中药合成生物学、中药基因组学、生物信息学及数据库等理论与实验技术。

本草基因组学为中药药性研究提供理论基础,为中草药次生代谢产物的生物合成和代谢工程提供技术支撑,为中药配伍研究提供科学依据,指导药物开发及合理用药,为实现个体化精准医疗提供重要信息和技术保障,为中药道地品种改良和基因资源保护奠定基础,推动中药农业的科学发展,对培养多学科人才充实到传统药物研究具有引领作用。

本草基因组学正促进前沿生命科学技术应用到中药领域,对中药现代化进程具有重大战略性科学意义。

标签:本草基因组学;基因组学;组学;中药[Abstract]Traditional Chinese medicine (TCM)has contributad greatly to improving human health However,the biological characteristics and molecular mechanisms of TCM in the treatment of human diseases remain largely unknown Genomics plays an important role in modern medicine and biology Here,we introduce genomics and other related omics to the study of herbs to propose a new discipline,Herbgenomics,that aims to uncover the genetic information and regulatory networks of herbs and to clarify their molecular mechanisms in the prevention and treatment of human diseases Herbgenomics includes herbal structural genomics,functional genomics,transcriptomics,proteomics,metabonomics,epigenomics and metagenomics Genomic information,together with transcriptomic,proteomic,and metabolomic data,can therefore be used to predict secondary metabolite biosynthetic pathways and their regulation,triggering a revolution in discoverybased research aimed at understanding the genetics and biology of herbs Herbgenomics provides an effective platform to support chemical and biological analyses of complex herbal products that may contain more than one active component Herbgenomics is now being applied to many areas of herb related biological research to help understand the quality of traditional medicines and for molecular herb identification through the establishment of an herbal gene bank Moreover,functional genomics can contribute to model herb research platforms,geoherbal research,genomicsassisted herb breeding,and herbal synthetic biology,all of which are important for securing the future of medicinal plants and their active compounds In addition,Herbgenomics will facilitate the elucidation of the targets and mechanism of herbs in disease treatment and provide support for personalized precise medicineHerbgenomics will accelerate the application of cuttingedgetechnologies in herbal research and provide an unprecedented opportunity to revolutionize the use and acceptance of traditional herbal medicines[Key words]Herbgenomics;genomics;omics;traditional Chinese medicine (TCM)doi:10.4268/cjcmm20162101本草基因组学(herbgenomics)是利用组学技术研究中药基原物种的遗传信息及其调控网络,阐明中药防治人类疾病分子机制的学科,从基因组水平研究中药及其对人体作用的前沿科学。

基因组学在中药研究中的应用

基因组学在中药研究中的应用

基因组学在中药研究中的应用随着现代科技的快速发展,基因组学作为生物科学和医学领域中的新兴研究领域,已成为中药研究中的重要方向。

基因组学作为能够理解基因与基因之间相互作用的学科,可以深入探究中药的有效成分,并揭示其发挥药效的分子机制。

一、基因组学在中药研究中的作用1、深度解析中药活性物质的作用机制中药配伍中所含的活性物质数量较多,成本较高,如何通过有效的分析方法,系统地研究中药物质的活性,对于中药研究意义重大。

基因组学可以帮助科学家们对中药成分进行深入解析,并揭示其药理活性的分子机制,为中药的应用和开发提供更加系统性和精确的支持。

2、挑选理想的药物靶点基因是生物发挥生命活力的基础,与疾病有着紧密的联系。

基因组学可以帮助科学家通过了解各种基因之间的相互作用关系,从而找到更好的药物靶点。

这些药物靶点可以更准确地作用于肿瘤细胞,从而有效地治疗肿瘤等疾病。

3、分析基因类别和特征中药配方中所存在的多种植物和动物成分,不同种类的基因具有不同的特征,因此基因组学可以帮助科学家对中药成分进行分类和鉴定。

通过对基因特征进行详细的分析,科学家们可以找出更具特色的中药素材,为中药研究提供更多的资源和素材。

二、中药研究在基因组学的推动下取得的进展1、中药对癌症的治疗作用中药在肿瘤治疗中有着广泛的应用,具有很好的治疗效果。

研究人员通过对基因组学的应用研究中药素材,发现去卵巢癌细胞毒性大黄素和黄芩素完善了预防和治疗卵巢癌细胞移动和侵袭行为的基因移动网络,可为治疗卵巢癌提供指导和借鉴。

2、中药与肝纤维化的关系肝纤维化是现在多种慢性肝病的常见结果,引起了人们的普遍关注。

基因组学在中药对肝纤维化治疗作用的研究中起到重要作用,研究人员发现大黄酸和大柴胡酸等成分有着良好的抗纤维化作用,而这些成分的作用机理是通过调节关键基因的表达来达到对疾病的治疗作用。

三、总结基因组学在中药研究中的应用,使得中药研究在很多方面取得了重要的进展,为中药的研究和开发提供了新的思路和方法。

中草药 基因组

中草药 基因组

中草药基因组中草药基因组是指通过对中草药进行基因组学研究,揭示中草药植物的遗传信息和基因组特征,在遗传水平上解析中草药的性状和功能,为中草药的品种改良、种质资源保护以及药用价值提升提供科学依据和技术支持。

中草药基因组研究是近年来生命科学领域的一个热点方向,也是国际生物学研究领域的重要任务之一。

中草药作为我国传统医学的重要组成部分,具有丰富的资源种类和药用价值,通过对中草药基因组的研究,可以更好地挖掘和利用中草药的遗传资源,促进中草药产业的发展和创新。

中草药基因组研究的意义和价值主要体现在以下几个方面:1. 揭示中草药的遗传信息和基因组特征。

通过对中草药进行基因组学研究,可以全面了解中草药植物的基因组结构、基因组大小、基因定位等信息,为后续的遗传育种、种质资源保护和分子改良提供基础数据和理论支持。

2. 分析中草药的基因功能和代谢途径。

中草药的药用价值主要来源于其中的活性成分,通过对中草药基因组的研究可以深入了解中草药植物的代谢途径和合成途径,挖掘和鉴定新的代谢产物和抗性基因,为进一步提高药用价值和开发新药物提供科学依据。

3. 促进中草药种质资源的保护和创新利用。

中草药资源的品种繁多、分布广泛,通过对中草药基因组的研究,可以准确鉴定和评价中草药的遗传多样性和种质资源,保护和开发珍稀资源,丰富中草药资源的遗传背景,为中草药品种改良和新品种选育提供依据。

4. 推动中草药产业的发展和创新。

中草药作为我国传统医学的宝贵遗产,其产业的发展受限于遗传育种、种质资源的缺乏和利用程度低等问题,通过中草药基因组的研究,可以加快中草药产业现代化的步伐,推动中草药产业向高效、规模化、标准化和信息化方向发展。

中草药基因组研究的进展和应用前景也备受关注。

目前,国内外已经开展了多项中草药基因组的研究项目,取得了一系列令人瞩目的成果。

例如,通过对黄芪、人参、苦参、丹参等中草药植物的基因组测序和分析,揭示了中草药植物的基因组结构和功能特征,证实了中草药的遗传多样性和种质资源的丰富性,发现了一些新的活性成分和抗性基因,并为中草药的种质改良、药用品质控制和新药开发提供了科学依据。

本草基因组

本草基因组

本草基因组计划(HerbGP)是针对具有重大经济价值和典型次生代谢途径的药用植物进行的全基因组测序和后基因组学研究的系列计划。

中国医学科学院、北京协和医学院药用植物研究所陈士林研究员在日前举行的以“中医药基础研究发展战略”为主题的第379次香山科学会议上,从物种选择,全基因组测序、组装和生物信息学分析,后基因组研究等方面系统阐述了本草基因组计划的研究策略。

陈士林表示,该计划将推动一批具有典型次生代谢途径的模式植物研究平台的建立,促进各种“组学”研究方法在药用植物研究领域中的应用,推动中国传统药学进入生命科学研究前沿领域。

同时,该计划为占领中药基础研究领域的科技制高点提供了难得的机遇,并将通过对药用植物有效成分生物合成路径的解析和药用植物优良品种的选育,对我国天然药物的研发和中药农业的发展产生巨大而深远的影响。

就有关问题,陈士林接受了记者的采访。

《科学时报》:我们将如何开展本草基因组计划的全基因组研究?陈士林:基因组序列包含生物的起源、进化、发育、生理以及与遗传性状有关的一切信息,是从分子水平上全面解析各种生命现象的前提和基础。

我国药用植物资源丰富,种类繁多,因此药用植物全基因组计划测序物种的选择应该综合考虑物种的经济价值和科学意义,并按照基因组从小到大、从简单到复杂的顺序进行测序研究。

在测序平台的选择上应以高通量测序平台为主,以第一代测序技术为辅。

在测序物种选择方面,我认为,本草基因组计划测序物种筛选的基本原则应为:一是名贵大宗中药材的基源植物或重要化学药物的来源植物;二是药效成分比较清晰,具有典型的次生代谢途径的代表植物;三是含药用植物较多的植物分类单元中的代表植物,例如豆科的甘草;四是具有成为模式植物的潜质,具有较好的生物学研究基础;五是优先选择遗传背景清晰、基因组较小并且结构相对简单的二倍体植物。

综合考虑以上因素,我们选择了紫芝、赤芝、茯苓、丹参、人参、三七等十余种药用植物作为本草基因组计划的第一批测序物种。

植物基因组学

植物基因组学

植物基因组学植物基因组学是一门研究植物基因组的学科,涉及基因组结构、功能和演化等方面的研究。

通过对植物基因组的解读,我们可以更好地了解植物的遗传信息和生物学特性,对植物的育种、改良和保护等方面具有重要的意义。

本文将介绍植物基因组学的基本概念、应用领域以及相关技术的发展。

1. 植物基因组学的概念植物基因组学是研究植物基因组组成、结构和功能的学科。

它探究植物基因组的组织结构、基因序列、基因表达和遗传变异等内容,旨在揭示植物基因组的演化历程和生物学意义。

2. 植物基因组学的应用领域植物基因组学在植物学、农业、生物医药等领域具有广泛的应用价值。

首先,植物基因组学可以通过揭示植物基因组的编码信息,加速育种过程,培育高产、抗病虫害或适应性强的新品种。

其次,基因组学的研究可以为植物抗逆性的提高和产量的提升提供理论依据。

此外,植物基因组学在药用植物研究、植物遗传资源保护等方面也发挥着重要作用。

3. 植物基因组学的研究方法植物基因组学的研究主要借助于一系列高通量的技术手段,包括基因组测序、转录组学、蛋白质组学和代谢组学等。

其中,基因组测序是植物基因组学研究的核心技术,可以对植物基因组的DNA序列进行快速高效的测定和分析。

转录组学则关注基因的表达情况,通过研究转录组的组成和变化,揭示基因的功能和调控机制。

蛋白质组学和代谢组学则从蛋白质和代谢产物的角度研究基因组的功能和调控网络。

4. 植物基因组学的研究进展随着高通量测序技术的快速发展,植物基因组学研究取得了突破性进展。

已经完成了多种植物基因组的全序列测定,比如水稻、拟南芥和玉米等,为后续的基因功能解析和遗传改良奠定了基础。

此外,通过挖掘基因组中的单核苷酸多态性(SNP)和功能性基因等变异位点,可以发现植物种质资源中的新基因、新功能以及重要的遗传变异。

5. 植物基因组学的前景与挑战未来,植物基因组学的前景仍然十分广阔。

随着测序技术的不断更新,我们将能够更加深入地探索植物基因组的组成和功能。

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本草基因组学作者:陈士林宋经元来源:《中国中药杂志》2016年第21期[摘要]中医药学对世界医药学发展作出了巨大贡献,随着现代科学技术的发展,特别是人类基因组计划的提出和完成,对人类疾病的认识和治疗开启了全新篇章。

在此背景下,笔者将组学技术引入中药学研究,提出本草基因组学(Herbgenomics)学科概念,即利用组学技术研究中药基原物种的生物遗传信息及其调控网络,阐明中药防治人类疾病分子机制的学科,从基因组水平研究中药及其对人体作用的前沿科学。

主要内容涉及结构基因组、功能基因组、蛋白质组、转录组、代谢组、表观基因组、宏基因组、药用模式生物、基因组辅助分子育种、DNA鉴定、中药合成生物学、中药基因组学、生物信息学及数据库等理论与实验技术。

本草基因组学为中药药性研究提供理论基础,为中草药次生代谢产物的生物合成和代谢工程提供技术支撑,为中药配伍研究提供科学依据,指导药物开发及合理用药,为实现个体化精准医疗提供重要信息和技术保障,为中药道地品种改良和基因资源保护奠定基础,推动中药农业的科学发展,对培养多学科人才充实到传统药物研究具有引领作用。

本草基因组学正促进前沿生命科学技术应用到中药领域,对中药现代化进程具有重大战略性科学意义。

[关键词]本草基因组学;基因组学;组学;中药[Abstract]Traditional Chinese medicine (TCM) has contributad greatly to improving human health However, the biological characteristics and molecular mechanisms of TCM in the treatment of human diseases remain largely unknown Genomics plays an important role in modern medicine and biology Here, we introduce genomics and other related omics to the study of herbs to propose a new discipline, Herbgenomics, that aims to uncover the genetic information and regulatory networks of herbs and to clarify their molecular mechanisms in the prevention and treatment of human diseases Herbgenomics includes herbal structural genomics, functional genomics, transcriptomics,proteomics, metabonomics, epigenomics and metagenomics Genomic information, together with transcriptomic, proteomic, and metabolomic data, can therefore be used to predict secondary metabolite biosynthetic pathways and their regulation, triggering a revolution in discoverybased research aimed at understanding the genetics and biology of herbs Herbgenomics provides an effective platform to support chemical and biological analyses of complex herbal products that may contain more than one active component Herbgenomics is now being applied to many areas of herb related biological research to help understand the quality of traditional medicines and for molecular herb identification through the establishment of an herbal gene bank Moreover, functional genomics can contribute to model herb research platforms, geoherbal research, genomicsassisted herb breeding, and herbal synthetic biology, all of which are important for securing the future of medicinal plants and their active compounds In addition, Herbgenomics will facilitate the elucidation of the targets and mechanism of herbs in disease treatment and provide support for personalized precise medicineHerbgenomics will accelerate the application of cuttingedgetechnologies in herbal research and provide an unprecedented opportunity to revolutionize the use and acceptance of traditional herbal medicines[Key words]Herbgenomics; genomics; omics; traditional Chinese medicine (TCM)doi:10.4268/cjcmm20162101本草基因组学(herbgenomics)是利用组学技术研究中药基原物种的遗传信息及其调控网络,阐明中药防治人类疾病分子机制的学科,从基因组水平研究中药及其对人体作用的前沿科学。

涉及中草药结构基因组、中草药转录组、中草药功能基因组、中草药蛋白质组、中药代谢组、中草药表观基因组、中草药宏基因组、药用模式生物、基因组辅助分子育种、DNA鉴定、中药合成生物学、中药基因组学、中草药生物信息学及数据库等理论与实验技术。

传统药物应用历史悠久,应用方式多样,相关研究主要集中在形态识别、化学物质基础揭示、药效作用分析、资源调查、人工栽培等方面,但长期以来对传统药物基因资源的认识和了解十分薄弱,人才极其匮乏。

由于中药原植物基因组信息缺乏,中医药学和现代生命科学之间缺乏沟通的桥梁,新兴的前沿生命科学技术很难应用于传统中医药研究,如对于中药道地性形成和维持的遗传机制及道地性和药性的相互关系缺乏深入了解,已严重影响了我国道地药材的资源保护和新品种选育,中药道地性形成和维持的遗传基础研究急需加强;中药药性的生物学本质研究亟待加强,多年来中药药性研究主要集中在化学和药理方向,但对于中药药性的生物学本质研究还非常薄弱,已从根本上制约了对中药药性的深入研究;中药基因资源是一种珍贵的国家战略资源,国际竞争严峻,韩国、美国、日本等国家已启动许多中药基原物种全基因组研究,对我国传统中药研究领域造成极大挑战。

另外,由于大多数药用植物有效成分含量低,分离提取需要消耗大量原料,对天然资源造成极大破坏,也使得多数提取类药物的生产成本很高。

本草基因组学作为新兴学科,广义而言是从基因组水平研究中药及其对人体作用。

一方面从基因组水平研究基因序列的多态性与药物效应多样性之间的关系,研究基因及其突变体对不同个体药物作用效应差异的影响,从蛋白质组学角度研究中药作用靶点,特别是中药复方的多靶点效应,为中药配伍提供科学依据,指导药物开发及合理用药,为实现个体化精准医疗提供重要信息和技术保障;另一方面建立含有重要活性成分的中药原植物基因组研究体系,系统发掘中药活性成分合成及优良农艺性状相关基因,解析代谢物的合成途径、代谢物网络及调控机理,为中药道地品种改良和基因资源保护奠定基础,为中药药性研究提供理论基础,对传统药物学理论研究和应用具有重要意义,从基因组层面阐释中药道地性的分子基础,推动中药创新药物研发,为次生代谢产物的生物合成和代谢工程提供技术支撑,创新天然药物研发方式,为优质高产药用植物品种选育奠定坚实基础,推动中药农业的科学发展,对揭示天然药物形成的生物学本质具有重要价值,对培养多学科人才充实到传统药物研究具有引领作用。

狭义而言本草基因组学集中研究中草药本身的遗传信息,不涉及对人体的作用。

也就是说狭义本草基因组学主要研究中草药结构基因组、转录组、功能基因组、蛋白质组、代谢组、表观基因组、宏基因组,以揭示中药道地性和中药药性的遗传本质。

本草基因组学正促进前沿生命科学技术应用到中药领域,推动中药研究迅速走到生命科学的最前沿。

1 本草基因组学的产生和发展1.1 本草基因组学的产生从“神农尝百草,一日而遇七十毒”的传说到现存最早的中药学著作《神农本草经》(又称《本草经》),从世界上现存最早的国家药典《新修本草》(即《唐本草》)到本草学巨著《本草纲目》,两千多年来,中药学的发展反映了我国劳动人民在寻找天然药物、利用天然药物方面积累了丰富经验。

中药学是中国医药学的伟大宝库,对世界医药学发展作出了巨大贡献。

随着现代科学技术的发展,特别是人类基因组计划(Human Genome Project)的提出和完成,对人类疾病的认识和治疗开启了全新的篇章,在此背景下,中药学研究逐渐深入到基因组水平从而导致本草基因组学产生和兴起。

1977年Sanger完成首个物种全基因组测序,噬菌体φX174基因组,大小为5.836 kb[1];人类基因组计划由美国科学家于1985年率先提出,1990年正式启动,2000年完成,是一项规模宏大,跨国跨学科的科学探索工程,其宗旨在于测定组成人类染色体(指单倍体)中所包含的30亿个碱基对组成的核苷酸序列,从而绘制人类基因组图谱,并且辨识其载有的基因及其序列,达到破译人类遗传信息的最终目的[2-3]。

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