Plant J. 2017 Jan;89(2):181-194. doi: 10.1111/tpj.13385. Epub 2016 Oct 24.
콩과 식물인 중국감초(글리시리자 우랄렌시스, Glycyrrhiza uralensis)의 선도게놈 초안과 분석
초록
중국 감초 / 감초 (Glycyrrhiza uralensis)는 뿌리와 뿌리 줄기가 약초 및 천연 감미료로 널리 사용되는 콩과 식물이다.
전체 게놈 서열 분석은 감초에서의 유전자 발견 연구 및 분자 육종에 필수적이다.
여기에, 우리는 G. uralensis; 균주 308-19의 약 379 Mb 전체 게놈 시퀀스의 초안 어셈블리를 보고한다. 이 어셈블리에는 34,445 개의 예측 단백질 코딩 유전자가 들어 있다. 비교 분석은 감초의 게놈과 메디 카고 및 병아리 콩과 같은 다른 콩류의 게놈 사이에 잘 보존 된 게놈 성분 및 유전자좌 (동일성)의 공선 성을 제안했다.
본 발명자들은 이소 플라보노이드 생합성에 관련된 3 개의 유전자, 즉 2- 히드록시 이소 플라바논 신타제 (CYP93C), 2,7,4'- 트리 히드 록시 이소 플라 바논 4'-O- 메틸 트랜스퍼 라제 / 이소 플라본 4'-O- 메틸 트랜스퍼 라제 (HI4OMT) 및 이소 플라본 -7- O- 메틸 트랜스퍼 라제 (7-IOMT)는 감초 게놈의 스캐 폴드에 클러스터를 형성하였고 Medicago 및 병아리 콩과 보존 된 미세 신시 틴을 보여 주었다.
감초 게놈 분석에 기초하여, 우리는 P450 및 UDP- 의존적 글리코실 트랜스퍼라제 (UGT) 수퍼패밀리에서 유전자를 예측하였고, 이들 중 일부는 트리 테르 페 노이드 사포닌 생합성에 관여하고, 참조 게놈 서열로 유전자 발현을 특성화 하였다. 게놈 해독 및 분석은 분자육종을 통한 감초 개선 및 합성 생물학 접근법을 통한 생물 활성 구성 요소 엔지니어링을위한 유용한 유전자 발견에 필수적인 자원을 제공한다.
Abstract
Chinese liquorice/licorice (Glycyrrhiza uralensis) is a leguminous plant species whose roots and rhizomes have been widely used as a herbal medicine and natural sweetener.
Whole-genome sequencing is essential for gene discovery studies and molecular breeding in liquorice.
Here, we report a draft assembly of the approximately 379-Mb whole-genome sequence of strain 308-19 of G. uralensis; this assembly contains 34,445 predicted protein-coding genes. Comparative analyses suggested well-conserved genomic components and collinearity of gene loci (synteny) between the genome of liquorice and those of other legumes such as Medicago and chickpea.
We observed that three genes involved in isoflavonoid biosynthesis, namely, 2-hydroxyisoflavanone synthase (CYP93C), 2,7,4'-trihydroxyisoflavanone 4'-O-methyltransferase/isoflavone 4'-O-methyltransferase (HI4OMT) and isoflavone-7-O-methyltransferase (7-IOMT) formed a cluster on the scaffold of the liquorice genome and showed conserved microsynteny with Medicago and chickpea.
Based on the liquorice genome annotation, we predicted genes in the P450 and UDP-dependent glycosyltransferase (UGT) superfamilies, some of which are involved in triterpenoid saponin biosynthesis, and characterised their gene expression with the reference genome sequence. The genome sequencing and its annotations provide an essential resource for liquorice improvement through molecular breeding and the discovery of useful genes for engineering bioactive components through synthetic biology approaches.
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