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Nature Communications:黄连基因组揭示原小檗碱类生物碱的多样化

已有 3439 次阅读 2021-6-6 21:02 |个人分类:每日摘要|系统分类:论文交流

Analysis of the Coptis chinensis genome reveals the diversification of protoberberine-type alkaloids

第一作者Yifei Liu

第一单位湖北中医药大学

通讯作者Jing Nie


 Abstract 


背景回顾:Chinese goldthread (Coptis chinensis Franch.), a member of the Ranunculales, represents an important early-diverging eudicot lineage with diverse medicinal applications. 


主要研究:Here, we present a high-quality chromosome-scale genome assembly and annotation of C. chinensis


结果1-基因组进化:Phylogenetic and comparative genomic analyses reveal the phylogenetic placement of this species and identify a single round of ancient whole-genome duplication (WGD) shared by the Ranunculaceae. 


结果2-原小檗碱生物合成基因:We characterize genes involved in the biosynthesis of protoberberine-type alkaloids in C. chinensis


结果3-CYP719基因扩增机制:In particular, local genomic tandem duplications contribute to member amplification of a Ranunculales clade-specific gene family of the cytochrome P450 (CYP) 719. 


结果4-CYP719基因功能多样化The functional versatility of a key CYP719 gene that encodes the (S)-canadine synthase enzyme involved in the berberine biosynthesis pathway may play critical roles in the diversification of other berberine-related alkaloids in C. chinensis


结论:Our study provides insights into the genomic landscape of early-diverging eudicots and provides a valuable model genome for genetic and applied studies of Ranunculales.


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 摘 要 


中国黄连是毛茛科的一员,代表了一个重要的早期分化的真双子叶植物支系,并且具有多种药用价值。本文中,作者报道了一个高品质的黄连染色体级别基因组组装和注释。系统发育和比较基因组分析揭示了黄连的系统发育地位,并鉴定了毛茛科植物共有的一次古老的全基因组复制(WGD)。另外,作者鉴定了参与原小檗碱类生物碱生物合成的基因。此外,局部的基因组串联重复作用于毛茛科支系特异细胞色素P450基因CYP719家族的成员扩增。CYP719基因编码一个参与小檗碱生物合成途径的(S)-氢化小檗碱合成酶,该基因的功能多样化可能作用于黄连中其他小檗碱相关生物碱的多样化。本文的研究为早期分化的双子叶植物,毛茛科植物的遗传和应用研究提供了一个有价值的模式基因组。


doi: https://doi.org/10.1038/s41477-021-00922-0


Journal: Nature Communications

Published date: June 02, 2021



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