浙江大学孙崇德教悔团队领会柑橘群体生物活性物资分化的遗传基础

柑橘是最大批的生果之一，同期亦然热切的药食同源植物，我国好多传统药材王人以柑橘为主要材料，举例陈皮、代代花、化橘红等，其健康功效主要源于果皮中的类黄酮、酚酸等生物活性物资，具有多种生物活性和健康功能。另一方面，柑橘中的香豆素因对肝脏中 CYP450 酶有扼制作用，存在激勉他汀类药物代谢进击的风险。由于柑橘眷属成员组成的复杂性，不同类群的生物活性物资组成特色各别，柑橘的生物活性物资和功效区分于今尚无系统领会，这些由群体遗传变异驱动的养分表型尚待潜入究诘。

2024年11月4日，浙江大学果实品性生物学孙崇德教悔团队在Molecular Plant上发表了题为Genomic and metabolomic insights into the selection and differentiation of bioactive compounds in citrus 的究诘论文，对柑橘群体生物活性物资的当然变异提供了代谢组学和基因组学的新视力，为功能性柑橘品种的选育提供了参考依据。迈维代谢为本究诘提供了植物浮浅靶向代谢组学的检测和分析劳动。

1.柑橘群体重测序及代谢组数据分析

该究诘网罗了299份柑橘材料，涵盖了柑橘属的绝大部分类群以及金柑属、枳属类群，基于群体重测序数据进行了系统发育和群体结构分析，将柑橘群体分为G-O（其它类群）、G-C-1（纯种香橼群）、G-C-2（香橼杂交种群）、G-P-1（纯种柚群）、G-P-2（柚杂交种群）、G- M（宽皮柑橘群）和G-S（甜橙群）七个组。针对生物活性物资最丰富的部分——果皮油胞层的浮浅靶向代谢组学分析，揭示了柑橘祖宗群体宽皮柑橘、柚和香橼对苯丙烷通路的生物活性物资（主若是类黄酮和香豆素）的遴荐偏好，即香橼和柚商酌的群体多累积香豆素，而宽皮柑橘商酌群体多累积类黄酮。尽头是在宽皮柑橘和柚的群体分化区间定位了与代谢物累积区分密切商酌的遴荐位点和重要基因，而C2'H、FNS等重要基因的抒发量和运转子区序列在宽皮柑橘和柚群体中存在显耀区分。因此，究诘团队臆想，柑橘祖宗群体分化导致了通路多个重要基因的运转子区变异，从而导致的抒发水平区分可能是生物活性物资区分累积的热切基础。

图1.299份柑橘材料的系统进化分析以及油胞层的代谢组学分析

图2.柑橘群体类黄酮/香豆素累积区分的遗传基础探究

2. 柑橘类黄酮和香豆素合成重要基因筛选及考证

究诘团队以279份柑橘品种中检测到的3858种代谢物含量为表型，进行了全基因组关联分析（mGWAS），定位了58,293个显耀SNP位点，挖掘了多个与香豆素和类黄酮合成的重要基因，并通过体外酶活考证和柑橘同源瞬时过抒发考证了多个基因的功能。其中C2'H基因Ciclev10018343m、Ciclev10017914m和Ciclev10015700m被说明具备催化香豆素骨架合成的才调；CYP450眷属成员Ciclev10025349m被说明具有对多种香豆素底物的5位羟化功能，有助于呋喃香豆素的合成；类黄酮UDP-糖基漂流酶基因Ciclev10015105m和Ciclev10019927m八成对多种类黄酮底物的不同位点进行O-糖基化，bHLH转录因子Ciclev10019339m对类黄酮糖苷的含量存在正向调控作用。以上通过mGWAS挖掘的香豆素/类黄酮的不同单倍型与物资含量显耀商酌，且在不同柑橘群体中也占有不同比例，标明这些基因在不同群体中发生了遴荐，从而影响了商酌物资的区分累积。

图3.通过mGWAS筛选柑橘香豆素合成商酌候选基因

3.不同柑橘品种油胞层提真金不怕火物生物活性评价

终末，究诘团队以柑橘的油胞层提真金不怕火物为材料，对不同品种的抗氧化才调、癌细胞增殖扼制才融合CYP450酶扼制才调进行了多模子、多剂量、多品种生物活性评估，尤其中式了10个发病率最高的癌种开展了增殖扼制究诘，所波及的生物活性究诘数据多达45,000个数据点，以此筛选出具有较强生物活性的柑橘类群和优质种质资源。活性评价效果与代谢物含量的商酌性分析揭示了类黄酮糖苷与抗氧化水平的高商酌性、PMFs与抗癌才调的高商酌性，以及香豆素与CYP450酶扼制才调的高商酌性，并针对每种特定生物活性挖掘了商酌性最高的10种象征性代谢物。柑橘群体生物活性的变异途径图标明，宽皮柑橘商酌的群体如栽培宽皮橘、甜橙、橘橙等罗致了较高的抗氧化水慈详抗癌才调，是药用柑橘的理思种质资源；而柚的杂交后代如酸橙、葡萄柚、橘柚等罗致了较高的CYP450酶扼制才调，行为食用和药用来说可能会存在潜在的药物互气派险。

图4.柑橘群体生物活性变异途径图

关于柑橘群体生物活性物资变异的遗传领会和重要基因挖掘，以及对生物活性评价效果和柑橘进化途径的聚会，王人有助于东说念主们更好地摆布柑橘资源、富集活性物资，对功能性柑橘的品种遴荐和计划育种也提供了有价值的参考。

家具先容

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2013年，浮浅靶向代谢组工夫发表于海外高影响力期刊Molecular Plant；

2013年，浮浅靶向代谢组工夫获取国度发明专利（专利号：201010562426.8）；

2016年，国度常识产权局授权武汉迈维代谢生物科技有限公司为现专利权东说念主；

2017年，迈维代谢获取浮浅靶向独家商标使用权限；

2. 新物资：自建腹地数据库35000+，物资已然更准！更特异！

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不同物种中检出的特色物资

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MetMap™105 --Luteolin aglycones biosynthesis

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