植物学报 ›› 2015, Vol. 50 ›› Issue (5): 665-672.doi: 10.11983/CBB14179

• 专题论坛 • 上一篇    

地黄DNA分子标记与基因功能研究进展

周延清*(), 王婉珅, 王向楠, 段红英   

  1. 河南师范大学生命科学学院, 绿色药材生物技术河南省工程实验室, 新乡 453007
  • 收稿日期:2014-10-13 接受日期:2015-05-30 出版日期:2015-09-01 发布日期:2015-10-09
  • 通讯作者: 周延清 E-mail:yqzhou@htu.edu.cn
  • 作者简介:

    ? 共同第一作者

  • 基金资助:
    NSFC-河南人才培养联合基金(No;U1304304)和河南省教育厅科学技术研究重点项目(No.14B180028)

Recent Progress in DNA Molecular Markers and Gene Functions of Rehmannia glutinosa

Yanqing Zhou*, Wanshen Wang, Xiangnan Wang, Hongying Duan   

  1. Engineering Laboratory of Biotechnologies for Green Medicinal Plants, Henan Province, College of Life Sciences, Henan Normal University, Xinxiang 453007, China
  • Received:2014-10-13 Accepted:2015-05-30 Online:2015-09-01 Published:2015-10-09
  • Contact: Zhou Yanqing E-mail:yqzhou@htu.edu.cn
  • About author:

    ? These authors contributed equally to this paper

摘要:

地黄(Rehmannia glutinosa)是一种具较高药用价值和经济价值的植物。有关地黄的种质资源、遗传育种、种植、化学成分和药效、有效成分的提取和分析、植物组织培养和脱毒快繁等已有很多报道, 但地黄核酸分子生物学研究尚少。该文从DNA分子标记、转录组学、基因功能和基因工程技术等方面对地黄核酸分子生物学研究进展进行综述, 并分析其发展趋势。

Abstract:

Rehmannia glutinosa is an important medicinal plant; its tuberous root or processed material is widely used in traditional Chinese medicine. It has many functions such as nourishing yin and invigorating the kidney, adjusting the immune system, reducing inflammation, detoxification, ameliorating hypoglycemia, enriching the blood, resisting cancer, promoting muscle growth, and anti-aging. Many studies have investigated R. glutinosa germplasm resources, breeding and cultivation, chemical ingredients and functions, active ingredient isolation and analysis, tissue culture and virus-free propagation. Relatively few studies have investigated its nucleic acid molecular biology. This paper reviews studies of the DNA molecular markers, transcriptome, gene functions, and genetic engineering of R. glutinosa and trends in research.

1 程月琴, 焦振彬, 张佩, 叶永忠, 王红卫 (2013). 地黄微卫星富集文库构建及特性分析. 种子 32(5), 12-16.
2 范红军, 姚换灵, 张永华, 周延清, 张喻, 李静云, 陈娟娟 (2013). 发根农杆菌T-DNA诱变怀地黄突变体或品系的遗传学分析. 河南师范大学学报(自然科学版) 41(5), 115-119.
3 范华敏, 李明杰, 郑红艳, 杨艳会, 古力, 王丰青, 陈新建, 张重义 (2012). 地黄中响应连作基因的时空表达与分析. 中国中药杂志 37, 3029-3035.
4 谷凤平, 周春娥, 路淑霞, 姚换灵, 王芳, 段红英, 周延清 (2009). 怀地黄SRAP分子标记体系的建立与DNA指纹图谱的构建. 河南师范大学学报(自然科学版) 37, 175-178.
5 郭冠瑛 (2013). 地黄大容量转录组文库的构建及EST-SSR标记的开发与鉴定. 硕士论文. 郑州: 河南农业大学. pp. 23-26.
6 郭冠瑛, 李明杰, 王鹏飞, 王丰青, 何华勤, 李娟, 郑红艳, 陈新建, 张重义 (2013). 地黄连作障碍中钙信号系统的异常变化分析. 中国中药杂志 38, 1471-1478.
7 郭兰 (2012). 地黄试管块根诱导条件优化及其RNA的抽取. 硕士论文. 淮北: 淮北师范大学. pp. 23-27.
8 侯典云, 辛天怡, 杨培, 姚辉 (2013). 应用ITS2条形码鉴定中药材地黄. 世界科学技术: 中医药现代化 15, 441-445.
9 侯维海 (2011). 地黄ABA、GA和部分寡糖合成代谢关键酶基因克隆与表达分析. 硕士论文. 乌鲁木齐: 新疆农业大学. pp. 1-40.
10 侯维海, 孙鹏, 陈全家, 李先恩 (2011). 地黄实时定量PCR内参基因的筛选. 中国农学通报 27(17), 76-82.
11 李宏庆 (2005). 地黄属分类学与系统学研究. 博士论文. 上海: 华东师范大学.
12 李萌萌 (2007). 地黄高频再生体系的建立及遗传转化体系的初步研究. 硕士论文. 北京: 中国中医科学院. pp. 6-9.
13 李明军, 徐鑫, 夏民, 张晓丽, 柳俊, 谢从华 (2006). PP333与BA组合对怀地黄试管苗生长发育的影响. 植物学通报 23, 56-59.
14 刘驰, 李明杰, 王鹏飞, 杨艳会, 王丰青, 张重义, 李春奇, 陈新建 (2013). 地黄内质网型(ER)Ca2+-ATPase基因的克隆及表达分析. 植物生理学报 49, 445-451.
15 刘志刚 (2007). 甘薯G病毒和地黄花叶病毒外壳蛋白基因对甘薯和地黄遗传转化的研究. 硕士论文. 新乡: 河南师范大学. pp. 1-50.
16 祁建军 (2007). 地黄种质遗传关系及根际土壤微生物多样性研究. 博士论文. 北京: 中国协和医科大学. pp. 1.
17 孙鹏, 郭玉海, 祈建军, 周莉丽, 李先恩 (2008a). 一种适用于地黄不同组织器官的RNA提取方法. 中国农学通报 24(4), 29-32.
18 孙鹏, 郭玉海, 祁建军, 周莉丽, 李先恩 (2008b). 地黄肌动蛋白基因片段的克隆与序列分析. 安徽农业科学 36, 8470-8471, 8474.
19 孙鹏, 郭玉海, 祁建军, 周丽莉, 张苗苗, 李先恩 (2009). 地黄RgPR-10基因的克隆与表达. 西北农业学报 18, 300-304.
20 孙鹏, 周丽莉, 李先恩 (2012). 地黄转录组分析及萜类萜生物合成相关基因的挖掘. 中国科技论文在线, .
21 王丰青, 田云鹤, 李明杰, 杨金凤, 张宝, 林文雄, 陈新建, 张重义 (2013). 地黄Aux/IAA家族基因RgIAA1的克隆和表达分析. 中国中药杂志 38, 4033-4039.
22 王丰青, 田云鹤, 谢彩侠, 杜家方, 李烜桢, 张留记, 何华勤, 张重义 (2014). 根癌农杆菌介导的怀地黄遗传转化研究. 中草药 45, 2541-2546.
23 王婉珅, 周延清, 苑璐璐, 李静云, 陈娟娟 (2014). 植物长链非编码RNA的研究进展. 贵州农业科学 42(10), 59-63.
24 王宇亮, 王颖芳, 杨泽民, 王光昀, 韩彬, 贾真, 陈艳芬, 胡旭光 (2012). 丹参、生地黄中miRNA在人体血液中分离、鉴定及表达分析. 中国实验方剂学杂志 18(19), 121-124.
25 吴志刚, 王敏, 黄璐琦, 刘红彦, 王飞, 袁庆军 (2007). 地黄不同品种遗传关系的RAPD分析. 中国中药杂志 32, 1865-1869.
26 熊发前, 蒋菁, 钟瑞春, 韩柱强, 贺梁琼, 李忠, 庄伟建, 唐荣华 (2010). 分子标记技术的两种新分类思路及目标分子标记技术的提出. 中国农学通报 26(10), 60-64.
27 杨维才 (2013). 植物转基因技术——回顾与前瞻. 植物学报 48, 6-9.
28 臧亚超 (2012). 地黄扩展蛋白基因RgExpA1的克隆及遗传转化体系的优化. 硕士论文. 保定: 河北农业大学. pp. 18-43.
29 臧亚超, 孙鹏, 杨太新, 李先恩 (2012a). 地黄扩展蛋白基因RgExpA1的克隆与表达分析. 生物技术通报 (4), 69-73.
30 臧亚超, 杨太新, 李先恩, 孙鹏 (2012b). 农杆菌介导的地黄遗传转化体系的优化. 中国农学通报 28, 218-222.
31 张永华 (2013). 地黄基因RgVP、RghKAT、RglKAT与RghBNG的克隆和表达. 硕士论文. 新乡: 河南师范大学. pp. 1-40.
32 张喻 (2014). 地黄RghBNG基因的结构分析和功能验证. 硕士论文. 新乡: 河南师范大学. pp. 1-50.
33 张重义, 李明杰, 陈新建, 吴林坤, 李娟, 王丰青, 李振方, 郭冠瑛, 林文雄 (2013). 地黄连作障碍机制的研究进展与消减策略. 中国现代中药 15, 38-44.
34 赵春丽, 李先恩, 都晓伟, 孙鹏 (2014). 地黄microRNAs和靶基因的生物信息学预测及验证. 中草药 8, 1129-1135.
35 赵楠, 李宏庆 (2009). 地黄居群遗传多样性的ISSR分析. 河南科学 27, 1386-1391.
36 周鹏 (2012). 地黄RAPD-SCAR标记及其生物信息学分析. 硕士论文. 新乡: 河南师范大学. pp. 1-40.
37 周延清, 景建洲, 李振勇, 张宝华, 贾敬芬 (2004). 利用RAPD和ISSR分子标记分析地黄种质遗传多样性. 遗传 26, 922-928.
38 周延清, 姚换灵, 段红英, 周春娥, 张永华, 陈艳梅, 张喻 (2012a). 怀地黄基因片段及其中转座酶基因的克隆与序列分析. 河南农业科学 41, 106-109.
39 周延清, 张永华, 张喻, 陈艳梅, 白妍妍, 魏海方, 段红英, 周春娥 (2013). 怀地黄3-酮酯酰CoA-硫解酶基因的克隆、序列特征和时空表达分析. 中草药 44, 76-84.
40 周延清, 周鹏, 郭静佩, 张永华, 陈艳梅, 张喻, 杨德勇, 许春 (2012b). DNA分子标记技术在四大怀药研究中的应用概况. 河南农业科学 41(2), 21-25.
41 Choi HS (1997). Evaluation of genetic diversity of callus-derived plantlets of Rehmannia glutinosa using randomly amplified polymorphic DNA (RAPD). Agric Dev Res 2, 143-147.
42 Hwang SJ (2009). Catapol production in Chinese Foxglove (Rehmannia glutinosa Libos.) hairy roots transformed with Agrobacterium rhizogenes ATCC15834.Methods Mol Biol 547, 263-273.
43 Kim YS, Ryuk JA, Ko BS (2012). Discrimination of Korean Rehmannia glutinosa from Chinese Rehmannia glutinosa using sequence-characterized amplified region marker.J Korean Soc Appl Biol Chem 55, 1-6.
44 Lim JD, Sung ES, Yang DC, Yun SJ, Chung IM, Kim MJ, Yu CY (2003). Agrobacterium mediated transformation of Rehmannia glutinosa L. with glutathione S-transferase gene (Gh-5).Korean J Medicinal Crop Sci 11, 289-297.
45 Lim JD, Yang DC, Yun SJ, Chung IM, Sung ES, Kim MJ, Heo K, Yun CY (2001). Isolation and biological activity of Resveratrol-3-O-β-D-Glucoside in transgenic Rehmannia glutinosa L. transformed by peanut resveratrol synthase gene (RS3).Korean J Medicinal Crop Sci 12, 406-414.
46 Lim JD, Yun SJ, Chung IM, Yu CY (2005). Resveratrol synthase transgene expression and accumulation of resveratrol glycoside inRehmannia glutinosa. Mol Breed 16, 219-233.
47 Moon YR, Park MR, Hyun DY, Chun JC, de los Reyes BG, Yun SJ (2005). Expression of cinnamyl alcohol dehydrogenase gene in response to stresses and phytohormones in Rehmannia glutinosa.Korean J Breed 37, 138-146.
48 Piątczak E, Królicka A, Wielanek M, Wysokińska H (2012). Hairy root cultures of Rehmannia glutinosa and production of iridoid and phenylethanoid glycosides.Acta Physiol Plant 34, 2215-2224.
49 Sun P, Guo YH, Qi JJ, Zhou LL, Li XN (2010). Isolation and expression analysis of tuberous root development related genes in Rehmannia glutinosa.Mol Biol Rep 37, 1069-1079.
50 Sun P, Song SH, Zhou LL, Zhang B, Qi JJ, Li XN (2012). Transcriptome analysis reveals putative genes involved in iridoid biosynthesis inRehmannia glutinosa. Int J Mol Sci 13, 13748-13763.
51 Yang YH, Chen XJ, Chen JY, Xu HX, Li J, Zhang ZY (2011a). Identification of novel and conserved microRNAs in Rehmannia glutinosa L. by Solexa sequencing.Plant Mol Biol Rep 29, 986-996.
52 Yang YH, Chen XJ, Chen JY, Xu HX, Li J, Zhang ZY (2011b). Differential miRNA expression in Rehmannia glutinosa plants subjected to continuous cropping.BMC Plant Biol 11, 53-56.
53 Yang YH, Li MJ, Chen XJ, Wang PF, Wang FQ, Lin WX, Yi YJ, Zhang ZW, Zhang ZY (2004). De novo characteriza- tion of the Rehmannia glutinosa leaf transcriptome and analysis of gene expression associated with replanting disease.Mol Breeding 34, 905-915.
54 Yang YH, Zhang ZY, Fan HM, Zhao YD, Li MJ, Li J, Chen JY, Lin WX, Chen XJ (2013). Construction and analysis of different expression cDNA libraries in Rehmannia glutinosa plants subjected to continuous cropping.Acta Physiol Plant 35, 645-655.
55 Zhang RX, Zhou J, Li MX, Ma HG, Qiu JG, Luo XH, Jia ZP (2014). Ameliorating effect and potential mechanism of Rehmannia glutinosa oligosaccharides on the impaired glucose metabolism in chronic stress rats fed with high-fat diet.Phytomedicine 21, 607-614.
56 Zhou YQ, Duan HY, Zhou CE, Li JJ, Gu FP, Wang F, Zhang ZY, Gao ZM (2009). Hairy root induction and plant regeneration of Rehmannia glutinosa Libosch. f. hueich- ingensis Hsiao via Agrobacterium rhizogenes-mediated transformation.Russ J Plant Physiol 56, 224-231.
57 Zhou YQ, Gu FP, Zhou CE, Yao HL, Duan HY, Wang F, Liu YJ, Xing YH, Chu SX (2010). Genetic diversity of Rehmannia glutinosa cultivars based on sequence- related amplified polymorphism markers.Sci Hortic 125, 789-794.
No related articles found!
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 张福锁 崔振岭 王激清 李春俭 陈新平. 中国土壤和植物养分管理现状与改进策略[J]. 植物学报, 2007, 24(06): 687 -694 .
[2] 许欣荣 赵华英. 二种牵牛花粉粒的扫描电镜观察[J]. 植物学报, 1983, 1(02): 54 .
[3] 向凤宁 张举仁 高树芳 陈惠民. 玉米再生植株移栽的研究[J]. 植物学报, 1993, 10(02): 52 -53 .
[4] 宋国琦, 王兴军, 李爱芹, 李长生. 被子植物胚柄研究进展[J]. 植物学报, 2012, 47(2): 188 -195 .
[5] 朱满兰, 王亮生, 张会金, 徐彦军, 郑绪辰, 王丽金. 耐寒睡莲花瓣中花青素苷组成及其与花色的关系[J]. 植物学报, 2012, 47(5): 437 -453 .
[6] 毛学文. 一个值得商榷的问题——植物的无性生殖和营养繁殖[J]. 植物学报, 1992, 9(04): 56 -58 .
[7] 武辉, 戴海芳, 张巨松, 焦晓玲, 刘翠, 石俊毅, 范志超, 阿丽艳·肉孜. 棉花幼苗叶片光合特性对低温胁迫及恢复处理的响应[J]. 植物生态学报, 2014, 38(10): 1124 -1134 .
[8] 马玉娥, 项文化, 雷丕锋. 林木树干呼吸变化及其影响因素研究进展[J]. 植物生态学报, 2007, 31(3): 403 -412 .
[9] 乌云娜, 李政海. 锡林郭勒草原景观多样性的时间变化[J]. 植物生态学报, 2000, 24(1): 58 -63 .
[10] 王仁忠. 松嫩草原拂子茅种群密度制约的研究[J]. 植物生态学报, 1998, 22(1): 85 -89 .