Геном женьшеня раскрывает секреты его лечебных свойств

Важное исследование позволило полностью расшифровать геном женьшеня, раскрыв генетические механизмы, которые управляют биосинтезом сапонинов — ценных веществ, содержащихся в этом растении.

Полученная генетическая карта помогает лучше понять эволюционные и метаболические процессы, происходящие в азиатском женьшене (Panax ginseng), который широко используется в традиционной медицине. Это открытие может стимулировать селекционные работы и усилить лечебные свойства растения, что открывает новые перспективы для его терапевтического применения.

Роль женьшеня в народной медицине объясняется его сложной генетической структурой, которая обусловлена аллотетраплоидной природой растения. Исследование направлено на изучение этой сложности, чтобы выявить ключевые эволюционные особенности субгеномов женьшеня, отвечающих за синтез сапонинов — основных активных веществ в этом растении. Для того чтобы в полной мере использовать целебные свойства женьшеня, необходимо проводить более глубокие генетические исследования.

Исследование было проведено под руководством Нанкинского сельскохозяйственного университета в Китае и опубликовано в выпуске научного журнала «Horticulture Research» за апрель 2024 года. В нем был тщательно сконструирован полный геном Panax ginseng размером 3,45 Гб, идентифицировано 77 266 генов, кодирующих белки. Особое внимание было уделено путям и биосинтезу гинзенозидов — веществ, которые отвечают за лечебные свойства растения. Эта работа позволила значительно расширить наше понимание биологической сложности женьшеня и его потенциала в медицине.

В этом исследовании учёные создали подробную карту генома женьшеня. Они выявили во всех его частях (субгеномах) ассиметричную потерю генов и смещенную экспрессию генов, датируя их расхождение примерно в 6,07 миллионов лет назад. Анализ показал, что у женьшеня значительно увеличилось количество генов, отвечающих за синтез сапонинов. Также было выявлено, что для усиления этих процессов важную роль играют определённые дублирования генов.

Сравнение генома женьшеня с геномами родственных видов позволило лучше понять эволюционные механизмы, которые использует это растение для улучшения своих целебных свойств. Это исследование не только углубило наше понимание генома женьшеня, но и создало ценный ресурс для будущих генетических исследований и разработки более эффективных программ селекции.

«Эта полная сборка генома женьшеня является монументальным достижением в ботанических исследованиях. Она не только позволяет нам лучше понять генетические особенности лекарственных растений, но и даёт возможность разработать более эффективные методы выращивания сортов женьшеня, обладающих улучшенными целебными свойствами», – подчеркнул доктор Вэй Ли из Нанкинского сельскохозяйственного университета.

Всесторонняя расшифровка генома женьшеня закладывает основу для точных методов селекции, направленных на повышение его лечебной эффективности. Это исследование не только может быть использовано для улучшения выращивания женьшеня, но и может послужить моделью для изучения других лекарственных растений. Это может привести к настоящей революции в фармакологии и стратегиях повышения урожайности с помощью натуральных продуктов.