Eine genomische Reise durch Anpassung und Stoffwechsel

Der Anbau hochwertiger Heilpflanzen wie Atractylodes lancea erfordert komplexe genetische Prozesse, die von Umweltfaktoren beeinflusst werden. Trotz seiner intensiven Verwendung in der traditionellen Medizin sind die genetische Basis und die metabolische Vielfalt von A. Lancea sind noch weitgehend unerforscht.

Da die Pflanze in unterschiedlichen Umgebungen wächst, ist sie mit Herausforderungen wie Dürre und Nährstoffmangel konfrontiert, was zu einer genetischen Differenzierung führt, die sich auf ihre medizinischen Eigenschaften auswirkt. Das Verständnis dieser genetischen Mechanismen ist wichtig, um die Qualität und Anpassungsfähigkeit von A. zu verbessern. unter veränderten Umweltbedingungen gestartet.

Forscher des National Key Laboratory for Quality Assurance and Sustainable Use of Dao-di Herbs, Chinese Academy of Chinese Medical Sciences, veröffentlichten eine Studie in GartenbauforschungEntschlüsselung der genetischen und metabolischen Grundlagen der Populationsentwicklung und lokalen Anpassung bei Atractylodes lancea.

Durch die Zusammenstellung eines qualitativ hochwertigen Genoms und die Untersuchung von Populations-Resequenzierungsdaten identifizierte das Team entscheidende genetische Variationen, die den Stoffwechsel der Pflanze in verschiedenen Regionen beeinflussen. Diese Ergebnisse geben Aufschluss über die genetische Regulation der medizinischen Eigenschaften von A. gestartet.

Die Studie stellte ein qualitativ hochwertiges Genom von Atractylodes lancea im Chromosomenmaßstab zusammen und ergab eine Genomgröße von etwa 4.009 MB mit einem N50-Contig von 1,18 MB. Die Populationsneusequenzierung von 251 Proben aus 22 Standorten ergab eine signifikante genetische Divergenz zwischen drei Hauptgruppen: Maoshan-Dabie-Gebirge (MA), Nord-Yanshan-Gebirge (NA) und Qinling-Taihang-Gebirge (SA).

Jede Gruppe wies unterschiedliche Stoffwechselprofile auf, insbesondere für wichtige medizinische Verbindungen wie β-Eudesmol, Hinesol und Atractylodin. Eine genomweite Assoziationsstudie (GWAS) identifizierte Gene wie AlZFP706 und AlAAHY1, die mit der Akkumulation dieser bioaktiven Verbindungen verbunden sind.

Die Studie zeigt, wie natürliche Selektion, einschließlich Umweltbelastungen wie Dürre und Kaliummangel, die genetische und metabolische Vielfalt von A. prägt. lancea und fördert so seine lokale Anpassung. Dieser umfassende Datensatz liefert wertvolle Ressourcen für die genetische Verbesserung von A. Lancea und ihre medizinischen Anwendungen.

„Die Entschlüsselung der genetischen Grundlage der lokalen Anpassung bei Heilpflanzen wie Atractylodes lancea ist von entscheidender Bedeutung, um deren Qualität und Nachhaltigkeit zu verbessern“, sagte Dr. Sheng Wang, Hauptautor der Studie.

„Unsere Forschung liefert einen detaillierten Überblick darüber, wie natürliche Variationen die genetische und metabolische Landschaft von A. beeinflussen. lancea und bietet Einblick in die evolutionären Mechanismen hinter seinen medizinischen Eigenschaften. Dieses Wissen erweitert nicht nur unser Verständnis der Pflanzenanpassung, sondern unterstützt auch die Entwicklung besserer Anbaustrategien zur Aufrechterhaltung der therapeutischen Qualität der Pflanze. »

Die Ergebnisse der Studie haben wichtige Implikationen für den Anbau und die Qualitätskontrolle von Atractylodes lancea. Die Identifizierung wichtiger genetischer Marker, die mit medizinischen Eigenschaften verbunden sind, ermöglicht die Umsetzung gezielter Züchtungsstrategien zur Verbesserung der gewünschten Eigenschaften und sichert so die Wirksamkeit der Pflanze als traditionelles Heilmittel.

Darüber hinaus ist das Verständnis der genetischen und metabolischen Anpassungen von A. lancea kann dabei helfen, die geografische Herkunft zu überprüfen und so die Authentizität von Arzneimitteln zu bewahren. Diese Forschung ebnet den Weg für die genetische Verbesserung und nachhaltige Nutzung traditioneller Heilpflanzen.