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Molecular Plant:红豆杉基因组揭示紫杉醇生物合成通路的起源与演化

已有 3195 次阅读 2021-5-5 14:04 |个人分类:每日摘要|系统分类:论文交流

Chromosome-level genome of Himalayan yew provides insights into the origin and evolution of the paclitaxel biosynthetic pathway

第一作者Jian Cheng

第一单位中科院天津工业生物技术研究所

通讯作者Huifeng Jiang


 Abstract 


背景回顾Taxus, commonly known as yew, is a well-known gymnosperm with great ornamental and medicinal value. 


结果1-组装及基因簇鉴定:Here by assembling a chromosome-level genome of the Himalayan yew (Taxus wallichiana) with 10.9 Gb in 12 chromosomes, we revealed that the driving force of gene family evolution in the genome was tandem duplication, that not only clustered the main genes of taxadiene synthase, P450s and transferases for paclitaxel biosynthesis on the same chromosome, but also provided genetic resources for the nature to sculpture the core structure of taxoids at different positions and subsequently established the complex pathway of paclitaxel by neofunctionalization. 


结果2-验证:We also confirmed two isoenzymes of the known genes in paclitaxel biosynthetic pathway from the cluster. 


结论:The reference genome will serve as a platform for decoding the complete biosynthetic pathway of paclitaxel and understanding the chemodiversity of taxoids in gymnosperm.


 摘 要 


红豆杉,俗称紫杉,是著名的裸子植物,具有很高的观赏和药用价值。本文对喜马拉雅红豆杉(Taxus wallichiana)进行了全基因组组装,共获得12条染色体10.9 GB大小的染色体组装结果,揭示了基因组中基因家族的演化驱动力是串联重复,不仅在同一染色体上聚集了作用于紫杉醇生物合成的紫杉烯合酶主要基因P450s和转移酶,同时也为不同位置上紫杉烷类化合物的核心结构提供了遗传资源,进而通过新功能化建立起紫杉醇合成的复杂通路。作者还从基因簇中确认了紫杉醇生物合成途径中两个已知基因的同工酶。本文所报道的红豆杉参考基因组将作为解码紫杉醇生物合成完整途径和了解裸子植物紫杉烷类化合物化学多样性的平台。


 通讯作者 

** 江会锋 **


个人简介:

2008年,中科院昆明动物研究所,博士;

2008-2012年,美国Cornell大学,博后;

2012年-至今,中科院天津工业生物技术研究所,研究员。


研究方向代谢合成生物学。重点研究自然界蛋白质起源与进化的基本规律,开发蛋白质功能元件的理性改造与设计新方法。


doi: https://doi.org/10.1016/j.molp.2021.04.015


Journal: Molecular Plant

Published date: May 01, 2021



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