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分子植物育种 2024年

作者：游磊石宪铭郑兰兰罗湘胤叶峥秀张泽志李琛张勇洪湖北医药学院基础医学院药用植物实验室湖北医药学院生物医药研究院武当特色中药研究湖北省重点实验室十堰市农业科学院

基于流式细胞术和基因组调研分析(K-mer分析)测定药用活血丹(Glechoma longituba)基因组大小及序列特征，更好地开发活血丹的基因组遗传资源。利用流式细胞术估测的活血丹基因组大小约为530 Mb。利用Illumina测序平台获取43.21 Gb高质... 详细信息

基于流式细胞术和基因组调研分析(K-mer分析)测定药用活血丹(Glechoma longituba)基因组大小及序列特征，更好地开发活血丹的基因组遗传资源。利用流式细胞术估测的活血丹基因组大小约为530 Mb。利用Illumina测序平台获取43.21 Gb高质量的数据，平均测序深度为66 ×，估算活血丹的基因组大小为595.19 Mb，基因组杂合度为0.62%，基因组的GC含量为38.29%，重复序列比例为55.4%。流式细胞术和K-mer分析法估测的基因组大小相接近。NT数据库比对结果显示，在已公布序列信息的物种之中，活血丹与自身的reads数匹配率最高(23.64%)，次之是一串红(Salvia splendens， 7.24%)、西班牙鼠尾草(Salvia hispanica， 6.70%)、丹参(Salvia miltiorrhiza， 3.32%)等鼠尾草属植物。活血丹基因组序列特征是较高的杂合度以及重复序列比例，可能需要结合第二代和第三代测序技术来完成活血丹的基因组组装。本研究为开展活血丹基因组测序、分子遗传等研究提供了必要理论基础。

关键词：活血丹流式细胞术基因组调研基因组大小药用植物

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联合流式细胞术和K-mer分析法测定半蒴苣苔基因组大小

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分子植物育种 2024年

作者：石宪铭张泽志叶峥秀罗湘胤常堃张勇洪李琛游磊郑兰兰湖北医药学院基础医学院药用植物实验室湖北医药学院生物医药研究院武当特色中药研究湖北省重点实验室十堰市农业科学院

运用流式细胞术和基因组调研分析(K-mer分析)，测定药用半蒴苣苔(Hemiboea subcapitata)基因组大小及序列特征，有利于开发该物种的基因组遗传资源。结果显示流式细胞术估测的半蒴苣苔基因组大小约为750 Mb。通过提取半蒴苣苔基因组DNA... 详细信息

运用流式细胞术和基因组调研分析(K-mer分析)，测定药用半蒴苣苔(Hemiboea subcapitata)基因组大小及序列特征，有利于开发该物种的基因组遗传资源。结果显示流式细胞术估测的半蒴苣苔基因组大小约为750 Mb。通过提取半蒴苣苔基因组DNA，测序获取71.58 Gb高质量的数据，K-mer分析估测半蒴苣苔的基因组大小为866.5 Mb，基因组GC含量为38.43%，杂合度为0.98%，重复序列比例为52.6%。流式细胞术和K-mer分析估测的基因组大小相差116.5 Mb。与NT数据库比对，发现在已公布序列信息的物种之中，与半蒴苣苔近缘的植物物种按相似度依次是大花糯米条(Abelia×grandiflora， 9.73%)，次之是单座苣苔(Hemiboea ovalifolia， 6.59%)和弥勒苣苔(Oreocharis mileensis， 6.81%)。本研究结果确定半蒴苣苔基因组特征是高杂合度与高重复度，为开展半蒴苣苔资源保护、分子遗传和品种选育等工作提供了必要基础。

关键词：半蒴苣苔流式细胞术基因组大小 K-mer基因组调研药用植物

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人参属来源中药材重金属污染的研究进展

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中草药 2025年第2期56卷 696-708页

作者：王成霖张战领华欣张勇洪郑兰兰薛哲勇刘娟李琛湖北医药学院基础医学院药用植物及进化遗传学十堰市重点实验室胚胎干细胞研究湖北省重点实验室中国中医科学院中药资源中心道地药材品质保障与资源持续利用全国重点实验室东北林业大学生命科学学院

人参属植物是中药重要来源种属之一，包含人参Ginseng Radix et Rhizoma、三七Notoginseng Radix et Rhizoma、西洋参Panacis Quinquefolii Radix、珠子参Panacis Majoris Rhizoma、竹节参Panacis Japonici Rhizoma等名贵中药，但其重金属污染问题严重影响了药材质量与进出贸易。通过对近30年本领域相关文献与数据进行系统整理，以《中国药典》2020年版为标准，对不同地区的人参、三七、西洋参、珠子参、竹节参中铜、铅、砷、镉、汞5种重金属污染现状进行总结。结果表明，目前人参属来源中药材的重金属检测方法多为电感耦合等离子体-质谱法等传统仪器检测方法，未来可以进一步开发更快速、更便捷、更灵敏的新型重金属检测方法。同时，针对重金属污染的消减措施方面，应从种植源头、运输及加工等减少重金属污染，提高人参属来源中药材的质量与用药安全。

关键词：人参属人参三七西洋参重金属污染检测技术重金属修复安全评估

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药用植物益智的基因组调研及SSR分子标记开发

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分子植物育种 2022年第20期20卷 6818-6823页

作者：何志凯耿平美惠张勇洪姚淞元张旭东湖北医药学院基础医学院药用植物实验室十堰442000 湖北医药学院生物医药研究院武当特色中药研究湖北省重点实验室十堰442000 湖北医药学院实验动物中心十堰442000

益智是中国著名的“四大南药”之一,也是海南省道地药材。本研究以Illumina高通量测序技术为基础,通过益智样品的基因组DNA构建350 bp文库,采用Kmer分析方法分析益智基因组大小、重复序列比例和杂合率;采用MISA方法分析可能的SSR分子标... 详细信息

益智是中国著名的“四大南药”之一,也是海南省道地药材。本研究以Illumina高通量测序技术为基础,通过益智样品的基因组DNA构建350 bp文库,采用Kmer分析方法分析益智基因组大小、重复序列比例和杂合率;采用MISA方法分析可能的SSR分子标记;利用与NT库(Nucleotide Database)进行BLAST比对,分析益智物种多样性。结果显示:益智的基因组大小为2.06 Gb,重复序列比例为77.94%,基因组杂合度为0.38%;在基因组序列中,进行SSR分子标记分析,共鉴定出了409474个SSR,其中,单、双、三核苷酸重复模体的比例较高,分别占比68.16%、19.66%、10.68%;为分析益智的物种多样性,在测序构建的350 bp小文库中,任意筛选10000条单端reads与NCBI核酸数据库比对,发现在已公布的序列信息的物种中,小豆蔻(Elettaria cardamomum)和艳山姜(Alpinia zerumbet)上的reads匹配率较高,分别占比15.96%和10.44%。该研究表明,南药益智的基因组属于大基因组,高重复的复杂基因组结构特征;同时,也为益智的资源保护和遗传多样性分析及品种选育提供了遗传信息支撑。

关键词：高通量测序益智基因组调研遗传信息

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基于抗生素和除草剂敏感性筛选适宜裂叶地黄遗传转化系统的抗性标记

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湖北医药学院学报 2024年第4期43卷 358-363页

作者：叶峥秀罗湘胤游磊张泽志石宪铭李琳郑兰兰张勇洪湖北医药学院基础医学院药用植物实验室武当特色中药研究湖北省重点实验室十堰市农业科学院湖北十堰442000

目的:筛选适宜裂叶地黄遗传转化系统的抗性标记。方法:以裂叶地黄的种子为材料,采用不同浓度抗生素和除草剂对裂叶地黄的种子外植体进行处理,对比不同浓度的卡那霉素、潮霉素和除草剂草铵膦(Basta)的筛选效果,为裂叶地黄遗传转化体系的... 详细信息

目的:筛选适宜裂叶地黄遗传转化系统的抗性标记。方法:以裂叶地黄的种子为材料,采用不同浓度抗生素和除草剂对裂叶地黄的种子外植体进行处理,对比不同浓度的卡那霉素、潮霉素和除草剂草铵膦(Basta)的筛选效果,为裂叶地黄遗传转化体系的构建提供基础。结果:裂叶地黄种苗对Basta和潮霉素敏感性的强度强于卡那霉素。Basta浓度为1 mg/L和2 mg/L时,地黄种苗培养30 d存活率为38.03%和5.07%,对裂叶地黄种苗生长有明显的抑制作用;浓度为5 mg/L时,完全抑制裂叶地黄种苗的生长,可作为遗传转化抗性苗筛选的选择压。潮霉素浓度为10 mg/L时,地黄种苗存活率为34.17%,对裂叶地黄种苗生长有明显的抑制作用;浓度为20 mg/L时,将裂叶地黄种苗全部致死,可作为抗性苗筛选的选择压。卡那霉素浓度为50 mg/L时,种苗白化率达到89.17%,种苗生长受到明显抑制。结论:Basta适宜筛选浓度为5 mg/L,潮霉素适宜筛选浓度为20 mg/L,卡那霉素适宜筛选浓度为不低于50 mg/L。

关键词：裂叶地黄遗传转化抗生素除草剂

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药用植物虎耳草的DNA条形码鉴定及基因组大小评估

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湖北医药学院学报 2024年第3期43卷 247-251页

作者：李琳张泽志罗湘胤石宪铭周厚桢罗汀张勇洪郑兰兰游磊湖北医药学院基础医学院药用植物实验室湖北医药学院武当特色中药研究湖北省重点实验室十堰市农业科学院湖北十堰442000

目的:通过对虎耳草(Saxifraga stolonifera)进行物种鉴定和基因组大小测定,以更全面地开发其植物资源的遗传信息。方法:通过对虎耳草DNA条形码引物的筛选,发现ITS2+matK条形码可确认待测的植物样本为虎耳草。进一步利用虎耳草及其近似... 详细信息

目的:通过对虎耳草(Saxifraga stolonifera)进行物种鉴定和基因组大小测定,以更全面地开发其植物资源的遗传信息。方法:通过对虎耳草DNA条形码引物的筛选,发现ITS2+matK条形码可确认待测的植物样本为虎耳草。进一步利用虎耳草及其近似物种的ITS2和matK条形码序列构建系统发育树。进化分析结果表明虎耳草与其同属物种的亲缘关系较远。结果:流式细胞术估测虎耳草基因组大小约为949.4 Mb。结论:本研究基于条形码序列对十堰武当山本地的虎耳草物种进行了鉴定,为虎耳草的基因组提供了特征信息,为后续虎耳草全基因组测序研究的物种选择和测序策略规划提供了参考。

关键词：虎耳草 DNA条形码系统发育树流式细胞术基因组

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人参CLE多肽的系统鉴定及其功能分析

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分子植物育种 2022年第22期20卷 7391-7399页

作者：李天笑李琛孙彻蒋超刘娟黄璐琦广东药科大学中药学院广州510006 中国中医科学院中药资源中心北京100700 湖北医药学院基础医学院药用植物实验室武当特色中药研究湖北省重点实验室十堰442000

CLE(CLAVATA3/Embryo surrounding region-related)多肽对植物根的生长发育具有重要调控作用。本研究采用生物信息学方法对人参CLE基因进行鉴定,对其基序进行了比对、偏好性分析,并采用全长进行了系统进化分析,对人参CLE基序在根的生长... 详细信息

CLE(CLAVATA3/Embryo surrounding region-related)多肽对植物根的生长发育具有重要调控作用。本研究采用生物信息学方法对人参CLE基因进行鉴定,对其基序进行了比对、偏好性分析,并采用全长进行了系统进化分析,对人参CLE基序在根的生长发育功能进行初步研究。结果表明,从人参基因组及转录组对应的蛋白库中鉴定出15种人参CLE多肽序列,对应21个基因,命名为PgCLE+数字,其中11种多肽序列为首次报道;多序列比对及偏好性分析表明,人参PgCLE与拟南芥CLE的同源多肽较为一致,但是部分人参CLE在第3位氨基酸上表现出了对A氨基酸的偏好性;系统进化树表明,PgCLE1、PgCLE3、PgCLE5、PgCLE6、PgCLE25a/b、PgCLE26、PgCLE27、PgCLE45a/b/c/d聚类在一起,PgCLE9、PgCLE12、PgCLE14a/b、PgCLE16、PgCLE20、PgCLE41、PgCLE44a/b聚类在一起,均同拟南芥对应的CLE亲缘关系较近;采用人参不定根系统研究发现,PgCLE9、PgCLE14、PgCLE16、PgCLE20、PgCLE26和PgCLE44对人参不定根分支数存在抑制作用,而PgCLE5具有促进作用;采用拟南芥初生根系统研究发现,PgCLE1、PgCLE9、PgCLE14、PgCLE16、PgCLE20和PgCLE26抑制初生根生长显著,而拟南芥bam双突变体则对以上6种PgCLE不敏感,表明受体激酶BAM可能为这6种PgCLE的受体蛋白。本研究对人参的CLE家族序列特征和系统进化关系进行分析,初步探究了人参PgCLE对根生长发育的功能,为人参根型的调控提供理论依据。

关键词：人参(Panax ginseng) 根型 CLE多肽不定根初生根根长

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药用植物冷水花DNA条形码分析和基因组大小测定

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湖北医药学院学报 2024年第1期43卷 13-17页

作者：罗湘胤游磊叶峥秀张泽志石宪铭居婷婷李琳张勇洪湖北医药学院基础医学院药用植物及进化遗传学实验室武当特色中药研究湖北省重点实验室十堰市农业科学院湖北十堰442000

目的:鉴定采集到的冷水花属植物样本并测定其基因组大小。方法:用聚合酶链式反应扩增样品的ITS2、rbcL和psbA-trnH序列并测序,通过比对Nr核酸数据库确定物种;以玉米Mo17为对照,用流式细胞术测定其基因组大小。结果:本研究采集到的冷水... 详细信息

目的:鉴定采集到的冷水花属植物样本并测定其基因组大小。方法:用聚合酶链式反应扩增样品的ITS2、rbcL和psbA-trnH序列并测序,通过比对Nr核酸数据库确定物种;以玉米Mo17为对照,用流式细胞术测定其基因组大小。结果:本研究采集到的冷水花植物与冷水花(Pilea notata)ITS2序列一致性为100%,其基因组大小约为498.4 Mb。结论:ITS2序列可以较好地区分冷水花属植物,采用流式细胞术可以简便地估算待测植物样品的基因组大小。

关键词：冷水花 DNA条形码流式细胞术基因组大小

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基于ImageJ的药用植物黄精染色体核型分析

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湖北农业科学 2025年第4期64卷 24-30页

作者：游磊朱哲慧石宪铭张泽志郑兰兰张勇洪湖北医药学院基础医学院湖北十堰442000 湖北医药学院生物医药研究院/武当特色中药研究湖北省重点实验室/药用植物及进化遗传学十堰市重点实验室湖北十堰442000 十堰市农业科学院湖北十堰442000

以药用植物黄精(Polygonatum sibiricum)为例,建立基于开源的图像处理软件ImageJ的植物染色体核型分析方法和工作流程。打开ImageJ软件并加载Stowers插件包和LEVAN插件,将已获取的黄精中期染色体显微图像经过图片预处理、染色体轮廓选... 详细信息

以药用植物黄精(Polygonatum sibiricum)为例,建立基于开源的图像处理软件ImageJ的植物染色体核型分析方法和工作流程。打开ImageJ软件并加载Stowers插件包和LEVAN插件,将已获取的黄精中期染色体显微图像经过图片预处理、染色体轮廓选定、染色体轮廓分割及去杂、染色体裁切等步骤后,获取染色体形态数据。使用Photoshop软件进行核型图排布,使用Excel软件绘制核型模式图。结果表明,依据Levan核型分类标准,黄精染色体核型公式为2n=24=4m+10sm+10st,核型不对称系数为72.11%,核型属于3B型。该方法提出了针对核型图像中染色体接触或重叠的解决策略,具有开源免费、操作流程清晰、交互准确的优点。

关键词：黄精(Polygonatum sibiricum) ImageJ 药用植物染色体核型分析

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大黄素抗肿瘤的表观遗传药理学研究进展

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湖北医药学院学报 2022年第2期41卷 199-203页

作者：马雪萍石宪铭张勇洪游磊湖北医药学院基础医学院药用植物实验室湖北十堰442000 湖北医药学院武当特色中药研究湖北省重点实验室湖北十堰442000

表观遗传指不涉及DNA序列改变,却导致可遗传表型变化的现象。表观遗传学调控机制主要包括以下四种形式:DNA甲基化、组蛋白翻译后修饰、染色体结构调控以及非编码RNA调控(noncoding RNA)[1]。染色质修饰(DNA甲基化,组蛋白翻译后修饰)与... 详细信息

表观遗传指不涉及DNA序列改变,却导致可遗传表型变化的现象。表观遗传学调控机制主要包括以下四种形式:DNA甲基化、组蛋白翻译后修饰、染色体结构调控以及非编码RNA调控(noncoding RNA)[1]。染色质修饰(DNA甲基化,组蛋白翻译后修饰)与染色质结构调控经常协同发挥功能,同属于染色质相关的表观调控机制。

关键词：大黄素表观遗传药理学染色质可及性组蛋白修饰

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