表达序列标签在药用植物研究中的应用
表达序列标签(est)在基因组学研究中的应用
表达序列标签(est)在基因组学研究中的应用序列标签（Sequence Tag）是指由DNA或RNA片段构成的一系列序列标记，它可以在遗传疾病、基因表达、信号转导等生命科学研究中发挥重要作用。
其中，表达序列标签（EST）是一种简单而有效的标记技术，它的应用在基因组学领域得到了广泛关注。
一、EST技术简介EST技术是一种由测序技术支持的高通量筛选技术，其主要原理是通过随机挑选某些不同的cDNA克隆来获得所需的不同的EST序列。
它的应用可以大大降低生物学研究的难度，也可以在较短的时间内获得大量的基因序列。
二、EST在基因组学研究中的应用（一）基因组注释及功能预测基因组注释是指对基因组序列进行生物信息学分析，以确定其中的基因区域和基因的结构。
EST技术可以通过对基因组序列的全长编码区域进行建库、测序和组装，从而确定基因的结构和位置，从而实现基因组注释。
（二）基因家族的发现和分类EST技术可以应用于表达的基因家族的发现和分类，例如受体基因、酶基因和转录因子基因家族等。
EST序列可以用作启动点，通过比对模式，可将同源序列聚类形成基因家族，并进一步研究其与环境、生长过程或其它生物学过程的关系。
（三）隐形基因的寻找传统的基因克隆方法主要寻找已知的基因进行克隆，而隐形基因（也称未知基因）的寻找则需要更为深入的研究。
EST技术可以通过测序与注释，从全基因组的角度分析，实现隐形基因的发现。
这可以为了解未知疾病的发病机制、发病率等方面提供重要支持和信息。
（四）基因调控机理的研究EST技术不仅可以应用于基因组学研究，还可以应用于表观遗传学——研究基因调控机理。
EST序列常常用于测定细胞特异性基因表达、基因表达的时间和空间分布等方面。
它对于异等基因的表达差异、组织特异性基因表达模式、静态和动态转录调控等具有重要的科研价值。
同时，它还可以用于筛选差异表达基因，并进一步研究其相关的信号传导机制、生长发育机制等。
三、结论在基因组学研究中，EST技术可以为高通量测序提供支持，并更好地揭示基因组结构和基因调控机制。
转录组测序技术在植物基因表达分析中的应用
转录组测序技术在植物基因表达分析中的应用植物基因表达分析是研究植物基因转录和表达水平的一个重要领域，充分了解植物基因表达模式对于揭示植物的生长发育、逆境响应等重要生物学过程具有重要意义。
随着高通量测序技术的迅猛发展，转录组测序技术应运而生，成为揭示植物基因表达的有效工具。
本文将探讨转录组测序技术在植物基因表达分析中的应用，并介绍其在植物科研中的重要性和发展前景。
一、转录组测序技术简介转录组测序技术又称RNA-seq技术，是一种高通量测序技术，通过直接测定RNA分子序列，可以实现对所有转录本的定量和定序。
相对于早期的芯片技术，转录组测序技术具有更高的准确性和灵敏度，并且能够检测到新的转录本和剪接变体。
转录组测序技术包括样品制备、测序、数据分析等步骤，其整体流程相对复杂，但随着技术的成熟和商业化的进一步推广，已经变得越来越简便易行。
二、转录组测序技术在植物基因表达分析中的应用1.鉴定和分析植物基因转录组测序技术可以高效地鉴定和分析植物基因。
通过对植物基因组的全转录本进行测序，可以得到准确的基因序列信息，并且能够检测到新的转录本。
利用转录组测序技术，研究人员可以全面了解植物的基因组结构和转录组组成，进而研究基因的功能和调控方式。
2.揭示植物基因表达模式转录组测序技术能够全面揭示植物的基因表达模式。
通过对不同组织、不同发育阶段或不同环境条件下的植物进行转录组测序，可以获得宏观和微观水平上的基因表达谱。
研究人员可以利用转录组测序数据，进行基因表达差异分析、基因调控网络构建等，从而了解植物的生长发育和逆境响应机制。
3.预测基因功能与代谢途径转录组测序技术可以帮助预测植物基因的功能和参与的代谢途径。
通过将转录组测序数据与已有的基因组数据库进行比对和注释，可以鉴定出已知基因的功能，并预测未知基因的功能。
此外，通过分析基因的表达模式和相关性，可以预测基因参与的代谢途径和生物学过程，为后续研究提供有价值的线索。
三、转录组测序技术在植物科研中的重要性和发展前景转录组测序技术在植物科研中具有重要的应用价值和广阔的发展前景。
基因表达谱分析在药物研究中的应用
基因表达谱分析在药物研究中的应用在众多的药物研究中，基因表达谱分析已经逐渐成为一种能够有效提高药物研究效率的工具。
作为一种新颖的基因组学技术，它可以快速地分析人体内基因的表达情况，并识别与特定疾病相关的基因。
这种技术已经在许多的药物研究中成功应用，这里将会具体介绍基因表达谱分析在药物研究中的应用。
基因表达谱分析简介基因表达谱分析是一种可以追踪特定基因在特定条件下的转录活动量的方法。
该方法结合基因组学、生物信息学、计算机科学和生物学于一体，可以为研究人员提供一系列有关基因表达的数据，包括基因转录过程中产生的mRNA量。
此外，基因表达谱分析还可以通过测量RNA分子在细胞内的存在量，从而识别细胞类型、状态以及其所在环境。
总体来说，基因表达谱分析可以为药物研究提供大量的基础信息。
基因表达谱分析的应用1.寻找新的药物靶点通过基因表达谱分析，可以了解到特定疾病患者基因的表达情况。
这让科学家们有了更深层次的认识和了解相关病理生理特征。
比如，目前就有很多疾病是由于基因表达失调导致的，比如乳腺癌、大肠癌、肝炎等。
通过基因表达谱分析，药物研究人员可以识别新的药物靶点及开发新的药物治疗方法。
2.评估药物疗效药物的疗效是影响药物研究的重要因素之一。
通过基因表达谱分析，科学家们可以获得药物与靶点蛋白相互作用所涉及到的相关基因信息，这样就能对药物的疗效做出更加准确的评估。
比如，科学家们发现使用某种特定 Compound A治疗非小细胞肺癌患者可以降低基因P13K/AKT/mTOR的表达量，这些表达量的下降是由Compound A对癌症细胞中PI3K/Akt/mTOR的电荷阻断所引起的，可以更好的评估Compound A的疗效。
3.抗药性研究许多患者在使用药物治疗之后会形成抗药性，这是药物研究人员在后续工作中需关注和解决的一个问题。
通过基因表达谱分析，可以发现在基因层面上抗药性基因的表达量增多。
这些基因是抗药性形成的重要因素，对其进行研究并找出相应药物突破可以使药物研究有所突破。
中草药DNA条形码分子鉴定：从基因到基因组
中草药 DNA条形码分子鉴定：从基因到基因组鉴定中药的“真伪优劣”是确保中药质量的关键所在, 而其中“真伪”更是中药临床用药安全的重要前提, 特别是针对贵重药材以及有毒中药而言。
DNA条形码作为一项快速准确鉴定物种的方法在药用植物基原以及药材鉴定中的应用已非常广泛。
通过构建标准的 DNA条形码参考数据库是该技术应用的主要形式。
尽管不同学者提出了诸多用于植物鉴定的DNA条形码 , 但由于片段长度的限制 , 单一序列或多序列组合的条形码在近缘种之间的鉴定仍有很大的局限性。
植物叶绿体基因组作为用于筛选DNA条形码序列的研究热点 , 其本身也可作为超级条形码 (Super barcode)用于系统进化、亲缘关系以及物种鉴定研究。
本研究围绕 DNA条形码鉴定技术 , 首先以《日本药局方》 ( 以下简称“药局方” ) 中收载的生药材为对象 , 构建了药局方生药DNA条形码分子鉴定系统；其次 , 选取人参属药用植物作为名贵药材代表、乌头属药用植物作为有毒中药代表, 分别对该技术在这两个属中的应用进行了研究；最后, 利用高通量测序技术测定了乌头属叶绿体基因组 , 为叶绿体基因组作为超级条形码奠定基础, 为筛选适合该属的高变异分子标记提供依据。
本研究主要内容及结论如下：1、建立了一套以 ITS2 序列为主 psbA-trnH序列为辅的汉方生药材标准DNA条形码数据鉴定系统。
该系统为用户提供了汉方草药信息查询、 DNA条形码物种鉴定以及从样品采集到数据分析的标准操作流程三项主要功能。
共搜集来自日本及中国不同地区的基原植物和生药材样本共计576 份, 从中获取的标准序列覆盖了97.3%的药局方 ( 十六版 ) 收载生药品种。
另外搜集了100份待测样本 , 用来检验数据库的鉴定效果。
通过 BLAST结果显示 ,100 份样品中有 71 份样品获得的结果与标签上所标注的物种一致 , 即准确鉴定到物种水平。
其余29 份样品鉴定到属水平。
DNA分子诊断技术在中药鉴定中应用
究,以阐明防治肝纤维化的现代作用机理中药复方抗肝纤维化的现代药理学研究包括药效学和药动力学,其中药效学研究开展的较早相对容易,但多数研究局限于药物效应方面,真正涉及到作用机制方面的研究还不广泛和深入。
而药动学的研究尚处在起步阶段,更深层次的研究较为少见,故中药复方药效学和药代动力学的研究应是今后重点研究方向之一。
由于中药复方对器官或组织的选择性不明显,药物活性不强烈,药效作用温和,往往长期服用才显现药效,所以应用中药复方进行抗肝纤维化的防治研究时应注意时效和量效关系的研究,但由于复方药物成分复杂,各药配合后药性、药效的变异,给复方抗肝纤维化的药动学研究增加了很多困难,所以目前从时效和量效关系方面着手的抗肝纤维化复方研究并不很多。
杜以兰等[3]提出采用由量—效关系和时—效关系求效量半衰期的方法研究其药动学。
还有人提出证治药动学伪说,根据证候与治疗的关系探讨方剂的效应,并相继提出“效应成分动力学”“中药复方活性成分群”等概念,代表了复方药理学研究的新思路。
中药复方抗肝纤维化的药效学和药动学研究是研究中药的药理效应及引起这种效应的有效成份在体内吸收、分布、代谢和排泄等量变规律的科学,可为临床抗肝纤维化时合理用药,优选用药方案及精选复方中的药味提供重要的理论依据,所以应是中药复方抗肝纤维化现代研究中新的研究思路和研究方向。
综上所述,若能立足于中药复方抗肝纤维化多靶点、多环节、多层次的整体优势,把握肝纤维化复杂的病理变化,建立起方证相符的病理学模型,有效开展中药复方的药理学研究,以中医理论为指导,筛选出疗效确定、临床与实验结果一致、经得起重复的复方制剂,那么,相信中药复方抗肝纤维化的防治研究和临床疗效将会跨上一个新的台阶。
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转录组学在药用植物研究中的应用
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[1~2]。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
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 北国京医协学和科医学学院院 药用植物研究所 北京 100193）
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 用植物中的发规模测序中的测序量及成本等的影响。
基因表达序列分析（SAGE）是一种定量的高通量 基因表达分析技术，利用每个转录本 3′末端特定位 置的单一序列标签（9~14 个碱基对）为识别标记，代 表一种基因，通过酶切分离每个转录本的序列标签， 随后将这些短序列连接、克隆和测序，根据特定序列 标签出现的次数估计基因表达的丰度。由于每个 SAGE 测序克隆中都含有几十个序列标签，因此其单 位测序成本所获得的信息量高所含的基因信息很少，不适于对遗传信息 缺乏的药用植物作转录组研究。
基于高通量测序的红豆杉EST SSRs标记研究
基于高通量测序的红豆杉EST SSRs标记研究作者：吴琼,段小群,陈旭,肖培根来源：《中国中药杂志》2012年第24期[摘要] 目的：利用高通量测序，对红豆杉Taxus cuspidata转录组进行EST-SSRs发掘和研究。
方法：提取红豆杉叶片cDNA，应用454 GS FLX Titanium测序，采用Newbler Assembler Software软件对序列（high-quality sequences）进行从头拼接，获得一致性序列（unique sequences）。
用Simple Sequence Repeat Identification Tool （Perl Script）对一致性序列进行分析，检索SSRs模体；采用PRIMER3设计扩增引物。
结果：高通量测序获得红豆杉81148条ESTs，经拼接得到20557条unique sequences，从中发现了753个EST-SSRs。
依据其邻近序列设计引物，共有519条EST-SSRs获得了扩增引物。
在红豆杉EST-SSRs中随机挑选序列构建小样本，克隆测序结果表明87.5%的序列与Sanger测序结果一致。
结论：首次获得了红豆杉属EST-SSRs，为红豆杉的种质资源培育、功能基因及基因组差异研究奠定了基础。
[关键词] 东北红豆杉；EST-SSRs标记；高通量测序；表达序列标签[稿件编号] 20120424002[通信作者] *吴琼，博士，副教授，硕士生导师，从事药用植物分子生物学研究，E-mail：qwu9516@ 东北红豆杉Taxus cuspidata要分布于中国吉林、辽宁、黑龙江三省，1993年被列为国家一级保护植物，也是国际公约保护濒危物种[1-2]。
1971年，Wani等从红豆杉中分离出具有抗癌活性的化合物紫杉醇[3]。
1992年底，美国FDA正式批准紫杉醇作为治疗晚期卵巢癌新药。
在全球热销抗癌药物中，紫杉醇位居前列。
药用植物基因工程研究
目的基因转入植物的方法 :
一种是载体法: 土壤农杆菌Ti 质粒和Ri质粒介导的遗传转化法。 例子，张荫麟等用发根农杆菌和根癌农杆菌 感染丹参无菌苗，分别诱导出毛状根和冠瘿瘤， 使其在无激素培养基及光照条件下分化出丹参再 生植株，以发根农杆菌转化的再生植株具典型毛 状根再生植物的特征，根癌农杆菌转化的再生植 株株形高大，根系发达，丹参酮含量高于原植物。
表2 利用模式基因转化的药用植物
植物种类 黄花蒿(Artemisia annua Linn.) 模式基因 Pnos-kan 载体 Ri (pRiA46) 代谢产物 青蒿素 植株再生 ＋
石刁柏(Asparagus officinalis Linn.)
Nos-APH
Ti
未确定
＋
颠茄(Atropa belladonna Linn.)
Ti (pGV3850、neo1103)
未确定
＋
黄花烟草(Nicotiana rustica Linn.)
Pnos-kan (pBin19)、Pnos-hyg (pAGS125)
Ri (pRi1855)
烟碱生物碱甾
＋
枳壳[Poncirus trifolliata (Linn.) Raf.]
Pnos-kan 35S-gus
植物基因工程技术研究进展
Advances in Gene Engineering of Plants
汇报内容
植物基因工程的概念 主要内容及相关的技术 药用植物基因工程研究 小结
一、植物基因工程的概念
所谓植物基因工程， 所谓植物基因工程，是指利用基因工程的普遍 植物基因工程 原理和通用技术，将特定目的基因经克隆修饰后， 原理和通用技术，将特定目的基因经克隆修饰后， 与合适的表达元件和合适的转化载体进行重组， 与合适的表达元件和合适的转化载体进行重组， 进而转入植物细胞内， 进而转入植物细胞内，使之稳定整合在植物基因 组中正常的表达和遗传， 组中正常的表达和遗传，最终改良植物的遗传性 状或获得有用的基因产品的方法． 状或获得有用的基因产品的方法．
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表达序列标签在药用植物研究中的应用作者：吴春颖， 宋经元， 陈士林， WU Chun-ying， SONG Jing-yuan， CHEN Shi-lin作者单位：吴春颖,WU Chun-ying(中国医学科学院中国协和医科大学药用植物研究所,北京,100094;北京林业大学,北京,100083)， 宋经元,陈士林,SONG Jing-yuan,CHEN Shi-lin(中国医学科学院中国协和医科大学药用植物研究所,北京,100094)刊名：中草药英文刊名：CHINESE TRADITIONAL AND HERBAL DRUGS年，卷(期)：2008,39(5)被引用次数：5次1.Adams M D;Kelley J M;Gocayne J D Complementary DNA sequencing:expressed sequence tags and human genome project[外文期刊] 1991(5013)2.Boguski M S The turning point in genome research[外文期刊] 1995(08)3.王伟;朱平;程克棣药用植物基因组及ESTs研究[期刊论文]-中国生物工程杂志 2004(01)4.朱平;王伟;程克棣药用植物功能基因[期刊论文]-中国生物工程杂志 2004(02)5.万海伟;杜立新表达序列标签(ESTs)在基因组学研究中的应用[期刊论文]-生物技术通报 2004(01)6.White J A;Todd J-Newman T A new set of Arabidopsis expressed sequence tags from developing seeds The metabolic pathway from carbohydrates to seed oil[外文期刊] 2000(04)7.Pereirao S L;Leonard A E;Huang Y S Identification of two novel microalgal enzymes involved in the conversion of the omega3-fatty acid,eicosapentaenoic acid,into docosahexaenoic acid[外文期刊] 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