Расшифрован геном китайской солодки

В исследовании, опубликованном в The Plant Journal, группа учёных под руководством специалистов из Центра устойчивых ресурсов RIKEN (Япония) расшифровала геном Glycyrrhiza uralensis — китайской солодки, важного растения для традиционной китайской медицины и натурального подсластителя.

Это растение, родственное виду Glycyrrhiza glabra, из которого делают лакричные конфеты, является ключевым компонентом традиционной медицины. По словам руководителя исследования Кадзуки Сайто, «оно входит примерно в 70% из 200 основных формул традиционной японской медицины Кампо. Учитывая, что 90% японских врачей назначают лекарства Кампо, легко понять важность этого растения».

Команда выбрала для изучения именно китайскую солодку, так как она содержит наибольшую концентрацию глицирризина. Это соединение отвечает за лечебные свойства растения, включая противовоспалительную, противораковую, противоаллергическую и противовирусную активность.

Для анализа использовали штамм G. uralensis из Сада лекарственных растений Такэда в Киото. Применив комбинацию длинного и короткого прочтения генома и сравнив его с опубликованными последовательностями других бобовых, учёные предсказали, что геном кодирует чуть более 34 000 белков — больше, чем около 20 000 в геноме человека. Особое внимание уделили двум генетическим регионам: один кодирует сапонины (важные растительные соединения, включая глицирризин), а другой производит изофлавоноиды, также известные своими лекарственными свойствами.

Исследование показало тесную консервацию генов между солодкой и другими родственными растениями, такими как люцерна и нут. Это указывает, что бобовые используют небольшой набор генов-«каркасов» для производства огромного разнообразия соединений.

Первый автор работы Кейити Мотида заявил: «Китайская солодка — важное и широко потребляемое лекарственное растение. Мы надеемся, что наша работа позволит вести молекулярную селекцию для создания штаммов, которые будут устойчиво расти в Японии и производить высокие концентрации полезных соединений, таких как глицирризин».

По словам Кадзуки Сайто, «мы очень надеемся, что наш черновой вариант генома облегчит идентификацию, выделение и редактирование полезных генов для улучшения агрономических и лекарственных свойств солодки с помощью молекулярной селекции. Огромное разнообразие растительного метаболизма ещё предстоит изучить, и это исследование внесёт вклад в дальнейший прогресс в данном направлении».

Группа планирует дальнейшую работу по изучению различий между геномом G. uralensis и других видов солодки, чтобы углубить понимание производства полезных соединений. Исследование проведено RIKEN CSRS в сотрудничестве с учёными из Университета Тиба, Университета Коти и Университета Осаки.