Ученые расшифровали полный геном женьшеня

Женьшень является одним из самых популярных растений, обладающим тонизирующим и общеукрепляющим действием. Полезные свойства женьшеня известны человечеству уже ни одну сотню лет. В корнях женьшеня содержатся сапонины (природные растительные гликозиды), белки, липиды, полисахариды, пектины, эфирные масла, дубильные вещества, алкалоиды, витамины группы В, С, жирные кислоты, макро- и микроэлементы.

Роль женьшеня в традиционной медицине подчеркивается его сложной генетической структурой, обусловленной его аллотетраплоидной природой. Недавнее исследование ученых Нанкинского сельскохозяйственного университета позволило понять эту сложность и выявить ключевые эволюционные особенности его субгеномов, которые управляют биосинтезом сапонинов — основных активных соединений женьшеня.

Авторы тщательно сконструировали полный геном женьшеня обыкновенного размером 3,45 Гб, определив 77 266 генов, кодирующих белки, и обратив особое внимание на биосинтез гинзенозидов, имеющих решающее значение для лекарственных свойств растения. Исследование значительно расширяет понимание биологических особенностей женьшеня и его терапевтических возможностей.

Ученые составили подробную карту генома женьшеня, выявив асимметричную потерю генов и смещенную экспрессию в его субгеномах, датировав их расхождение примерно 6,07 миллиона лет назад.

Сравнительный геномный анализ с родственными видами дает представление о дальнейшей эволюционной тактике, которую использует женьшень для оптимизации своих лекарственных свойств.

Полная сборка генома женьшеня — это монументальное достижение в ботанических исследованиях. Она не только расширяет понимание генетических тонкостей лекарственных растений, но и предлагает усовершенствованные методы выведения сортов женьшеня и повышение его лекарственной эффективности.

Результаты исследования имеют непосредственное применение для улучшения культивирования женьшеня, а также служат моделью для изучения других лекарственных растений.

Исследование нуклеотидной последовательности генома растений используют не только для поиска генов устойчивости, но и для дифференциации видов. Во Всероссийском центре карантина растений Россельхознадзора (ФГБУ «ВНИИКР») проводят исследования по расшифровке геномов инвазивных сорных растений для дальнейшей разработки специфических методов диагностики карантинных видов растений и соблюдения фитосанитарных требований стран — импортеров отечественной сельскохозяйственной продукции.

Источник: Yiting Song et al, Telomere-to-telomere reference genome for Panax ginseng highlights the evolution of saponin biosynthesis, Horticulture Research (2024). DOI: 10.1093/hr/uhae107