灵芝基因组 灵芝介绍 药物重症过敏的代谢组学研究 糖尿病的分子机理研究 亚健康干预产品功能因子开发关键技术合作研究 澳大利亚特色植物引进与利用关键技术合作研究 学术论文 发明专利 |
灵芝基因组
随着人类基因组计划的完成，许多物种的基因组学研究工作正在全面展开。自1996年第一个真菌——酿酒酵母基因组学研究的开展，已有400多个真菌基因组相继起动，其中100多个完成了草图，目前已知的最大的菌类基因组黑松露菌基因组已破译。黑松露基因组由7500个基因组成，其中有6000个基因与其他菌类共享。世界各国对于珍稀基因资源的争夺愈演愈烈，保护我国灵芝资源已成为当务之急。本实验室已完成了灵芝全基因组精细图谱的绘制，首次提出了完整的灵芝三萜合成途径，其中包括灵芝三萜骨架合成基因与后期酶合成基因，获得了纤维素降解酶基因与木质素降解酶基因。灵芝全基因组图谱的成功绘制首次实现了中药研究在基因组尺度寻找新的代谢功能基因及调控元件，获得了一批具有自主知识产权和较大经济、应用价值的功能基因，保护了我国的灵芝基因资源，同时为代谢网络重构及灵芝种质保护与创新奠定了基础，将推动灵芝成为第一个“模式药用真菌”，为真菌中药的研究提供系统工具，是中药现代化的又一创新成果。
灵芝介绍
上世纪50年代，国内灵芝栽培成功，至21世纪初，虽具部分规模，但种植品种一直较为杂乱，多为地区性农科所或野生灵芝分离而来，没有全国性的主栽品种，且普遍存在菌种退化现象。
随着经济的发展和国民保健意识的增强，市场对高质量的灵芝产品的需求量逐年增加，灵芝产业正面临许多深层次的矛盾和问题。由于品种杂乱，栽培技术不配套，普遍存在生物转化率低、功效成分含量低的问题。人工栽培灵芝，菌种是关键，因此，选育新的灵芝菌种，提高产量和质量，研发配套栽培技术，提高产业效益，是促进灵芝产业健康稳定和可持续发展的基础性、关键性工作。
2007月5月湖南农业大学食药用真菌专家，在野生真菌资源调研时，于衡阳市衡山县衡山山林（混杂林）中采摘到一株野生灵芝，经过组织分离和培养，并对菌丝进行提纯、复壮、选优劣汰，选育出了适宜袋料栽培和椴木栽培的“湘赤芝1号”品种。通过与市场栽培品种进行DNA检测、拮抗试验和酯酶同工酶测定，确认该品种与市场栽培品种亲缘关系比较远，不是现有栽培品种。
经多年多点试种和测产，“湘赤芝1号”菌丝体粗壮、洁白色、菌丝分支能力强，有锁状联合，爬壁现象明显；现蕾时间短、成熟收获期短、生物学效率高、产量高、质量好，商品性状好、孢子弹射量大等优点。2013年，经湖南省农作物品种审定委员会组织专家评审，一致认为“湘赤芝1号”为灵芝新品种，具备良好的社会、经济及生态效益，并通过湖南省非主要农作物品种登记。
2012年，国家中医药管理局亚健康干预技术实验室刘东波教授团队在世界知名杂志《Plos One》上发布了“湘赤芝1号”灵芝全基因组精细图谱，这是由中国人独立完成的世界首个公开发表的兼性寄生药食用真菌的全基因组。
“湘赤芝1号”所获项目支持：
“湘赤芝1号”部分研究成果：
1. Liu D, Gong J, Dai W, et al. The genome ofGanoderma lucidum provides insights into triterpenes biosynthesis and wooddegradation [corrected].[J]. Plos One, 2012, 7(5):e36146.
2. Yi Y, Hu S, Xiong X, et al. Study therudimentary immunoregulatory mechanisms of Ganoderma Spore oil onimmunocompromized mice[J]. Journal of Hygiene Research, 2012, 41(5):833-839.
3. Chen Y W, Kang X C, Xiong X Y, et al.Bioinformatics analysis of putative laccase gene Lacc1 from Ganoderma lucidumand Cu2+ induced gene expression[J]. Journal of Hunan Agricultural University,2013, 39(3):265-269.
4. Xie L, Zhong X, Liu D, et al. The effectsof freeze-dried Ganoderma lucidum mycelia on a recurrent oral ulceration ratmodel[J]. Bmc Complementary & Alternative Medicine, 2017, 17(1):511.
5. 易有金,熊兴耀,刘东波,等.灵芝孢子油对小鼠抗氧化及相关衰老基因表达的影响[C]//国际灵芝研究学术会议.2011.
6. 陈裕新,夏志兰,刘鹏,等.灵芝群体交配基因型分析[J].中国农学通报,2012, 28(10):213-218.
7. 易有金,胡瞬,熊兴耀,等.灵芝孢子油对免疫低下小鼠免疫调节机制的初步研究[J].卫生研究, 2012,41(5):833-839.
8. 易有金,胡瞬,熊兴耀,等.灵芝孢子油对免疫低下模型小鼠的免疫调节作用[J].浙江大学学报(农业与生命科学版), 2013, 39(2):161-166.
9. 曾璐漫,康信聪,周荣辉,等.不同培养基成分对灵芝漆酶酶活的影响[J].食用菌，2015(3):7-8,29.
10. 李坚,刘东波,夏志兰,等.分光光度法快速测定灵芝中多糖含量[J].湖南农业科学,2009,(2):34-38.
11. 陈裕新,夏志兰,刘东波,等.灵芝单核和双核菌丝培养条件的比较研究[J].中国食用菌,2011,30(3):18-20,23.
12. 谢玲,蒋莎林,钟晓红,等.灵芝菌丝体冻干粉对脂多糖诱导的小鼠巨噬细胞相关因子分泌及蛋白表达的影响[J].菌物学报,2017, 36(10):1406‐1414.
13. Yuxin CHEN, Zhilan XIA, Peng LIU,et al.Mating Genotype Analysis of Ganoderma lucidum Populations[J].AgriculturalScience & Technology, 2012, 13(8): 1651-1654, 1669.
14. 于浩翰,谢林,肖深根,等.灵芝深层发酵菌丝体多糖含量测定[J].中药材，2007,30(9),1061-1063.
15. 陈岳文,康信聪,熊兴耀,等.灵芝漆酶注释基因Lacc1的生物信息学分析及其Cu2+诱导表达[J].湖南农业大学学报(自然科学版),2013,39(3),265-269.
药物重症过敏的代谢组学研究
本实验室建立了基于GC-MS分析的代谢组学研究方法体系（“GC-MS-based metabolic profiling reveals metabolic changes in anaphylaxis animal models”，Analytical and Bioanalytical Chemistry，2012, DOI 10. 1007/s00216-012-6129-x.），通过对生物体内所有代谢物进行定量分析，并寻找代谢物与生理病理变化的相对关系，为利用园艺植物进行干预和治疗的代谢分析提供了技术支撑，是园艺植物系统生物学的重要组成部分。
采用牛血清蛋白对过敏动物模型进行攻击，其血清与对照组相比，有22种具显著性差异的物质；采用卵蛋白对过敏动物模型进行攻击，其血清与对照组相比，有19种具显著性差异的物质，其中有9种是共同的差异性物质，6种通过离子片断进行了鉴定，分别为葡萄糖、反丁烯二酸、L-阿拉伯醇、十五烷酸、羟丁酸、肌醇，主要与能量代谢、肌醇信号转导相关，可作为过敏反应的生物标志物。
糖尿病的分子机理研究
随着人们生活水平的提高，糖尿病在全球发病率急剧上升，达5 %-6 %，己成为继肿瘤、心脑血管疾病之后的第三位危害人类健康的慢性非传染性疾病。糖尿病是由多种致病因子作用于机体，导致胰岛功能减退、胰岛素抵抗等而引发的糖、蛋白质、脂肪、水和电解质等一系列代谢紊乱综合征，并能阻碍肝糖原和肌糖原的合成，临床上以高血糖为主要特点。
人参，素有“百草之王”的美誉。近年来一系列临床和实验研究发现，人参及其活性成分具有调节糖脂代谢，抗糖尿病作用。现代研究表明，人参中含有皂苷、多糖、多肽、蛋白质、脂肪酸、氨基酸等多种化学成分，人参皂苷Rg1、Rb1是人参中含量最多、最重要的功效成分，其药理活性强、作用广，已有文献报道关于Rg1、Rb1在神经、心肌、淋巴等细胞的抗细胞凋亡作用，但却鲜有文献报道，人参皂苷Rg1、Rb1抗胰岛β细胞凋亡的作用机理。
本实验室通过人参皂苷Rg1、Rb1对胰岛β细胞凋亡的作用机制研究发现，人参皂苷Rg1、Rb1通过抑制NO生成，调节细胞凋亡相关基因能较好的保护胰岛Rin-m5F细胞不受高糖和细胞因子的毒性作用；高糖模型中，Bax、Fas、基因表达上调，而细胞因子模型中只有Bax、Caspase-3Fas基因上调，人参皂苷Rg1干预细胞模型下调了 Fas基因的表达，Rb1干预则下调了Caspase-3基因的表达，因此，人参皂苷Rg1的抗糖尿病功能主要与Fas信号通路与线粒体途径相关，而Rb1主要与Caspases-3通路相关。
利用细胞因子（50 U/ml IL-1β+1000 U/ml TNF-α+1000 U/ml IFN-γ）构建了Ⅰ型糖尿病细胞模型，利用高浓度的葡萄糖（25 mmol/L葡萄糖）构建了Ⅱ型糖尿病细胞模型，通过观察细胞凋亡率、细胞功能及相关基因谱研究人参皂苷Rg1、Rb1的抗细胞凋亡功能，从而建立分子细胞水平的活性成分功能评价体系（“Anti-apoptotic Function and Mechanism of Ginseng Saponins in Rattus Pancreatic β-Cells”，Biological and Pharmaceutical Bulletin，2012, 35(9): 1568-1573）
亚健康干预产品功能因子开发关键技术合作研究
本实验室为了深入贯彻国家中长期科技发展纲要精神，“加快人口健康科技发展，提升全民健康保障能力, 加强民族医药传承、治未病技术等研究，促进中医药优势特色的发挥”，针对印度特色武靴藤资源，通过构建亚健康干预产品中功能因子高效分离与制备技术体系，建立完善的功能因子生物活性评价体系，丰富亚健康干预功能产品结构，形成完整的降血糖亚健康干预产品产业链。这对于进一步确立我国在世界亚健康干预技术的领先地位、提高我国亚健康干预技术研究水平，保障我国人民的健康、加快民生科技发展、加强资源综合利用效率具有促进作用，是国家战略需求的客观要求。
糖尿病已成为全球第五大死因，被认为是仅次于心脑血管病和恶性肿瘤的非传染性疾病。据国际糖尿病研究所（IDI）2003年报告，全世界现有糖尿病（已经诊断）约1.94亿，到2025年将突破3.33亿。发展中国家增长的速度超过了发达国家。据世界卫生组织报道，目前中国糖尿病患者人数居全球第二位，已被确诊为糖尿病的患者人数达7000万，仅次于印度。近20多年来，我国国民经济飞速发展，人民生活水平迅速提高，我国的疾病谱发生了重大变化，包括糖尿病在内的慢性非传染性疾病已逐渐成为重要的社会卫生问题。
武靴藤原产于印度，现代医学研究[Parijat Kanetkar (2007)]表明：武靴藤能够抑制葡萄糖的口腔摄入和肠道吸收，促进胰腺β细胞胰岛素分泌，提高血液中葡萄糖利用水平，同时具有直接的胰岛β细胞修复和再生功能，是自然渐进式降血糖植物。本实验室通过与印度国立植物研究所合作，引进印度特色武靴藤资源，构建高效、低耗、安全的功能因子提取分离体系，进行降血糖功能评价，探索功能因子降血糖作用机理，开发辅助降血糖功能食品，有效防治糖尿病，提高我国人民的健康水平具有重要意义。
引进武靴藤种质资源，获得舞靴藤降血糖功能因子
澳大利亚特色植物引进与利用关键技术合作研究
药用植物一直是寻找生物活性物质和功能产品及药物研发的源泉，由天然产物及其类似物所生产的药物占有目前药物总数的35%的份额，近年来许多具有显著生理活性的功能因子不断被发现，因此对于药用植物资源的研究与利用一直是功能产品及新药研制的重要方向，从药用植物资源筛选具有生理活性的功能成分是功能产品及药物研究的捷径。澳大利亚药用植物资源非常丰富，拥有很多被证明具有显著生理活性的特色资源，其中澳洲薄荷、柠檬香桃叶是澳大利亚特色植物资源，含有丰富的挥发油成分，被广泛用于植物精油的提取用于功能产品等领域，现代药理药效研究表明澳洲薄荷、柠檬香桃叶等药用植物具有明显的抗炎、抑菌、抗肿瘤等活性，其生物活性的物质基础为挥发性成分、蒽醌类化合物、黄酮类及有机酸类化合物。澳大利亚对澳洲薄荷、柠檬香桃叶资源的研究非常重视，目前该资源已成为其作为精油的提取的重要资源，开发了众多的产品并已实现了产业化，也作为植物精油进行出口。澳洲薄荷、柠檬香桃叶是澳大利亚特色的药用植物资源，中国对它们的利用主要是通过进口植物精油产品。
随着对澳洲薄荷、柠檬香桃叶生理活性的进一步认识，澳洲薄荷、柠檬香桃叶资源显现出了重要的开发价值,本实验室拟通过与澳大利亚的合作，对澳大利亚特色植物资源澳洲薄荷、柠檬香桃叶进行培育与栽培，获得适应于亚洲环境栽培的品种进行广泛栽培，通过化学成分的分析鉴定与活性成分的分离富集，筛选出具有特异活性的功能成分，进一步开发出适合我国市场需求的功能产品。
学术论文
Copper ion altered association network among multi-genes and enzyme activity of laccase in Ganoderma
Copper ion altered association network among multi-genes and enzyme activity of laccase in Ganoderma lucidumXincong Kang1,2,3§, Yuewen Chen1,2,3§, Sien Yan2,3, Luman Zeng2,3, Xuehui Liu2,3, Yongqua...
2023-08-28
The complete mitochondrial genome of huperzine A-producing endophytic fungus Penicillium polonicumXincong Kang1,4*, Chichuan Liu2*, Dongbo Liu1,3,4, Lu Zeng1,3, Qianqian Shi2, Kun Qian2, Bingyan Xi...
2023-08-28
虫草素高产菌株的筛选及不同添加物对虫草素产量的影响研究王蕾1,2 罗巍1,2 胡瑕1,2 刘东波1,2* 夏志兰1,2 谢红旗1,3* 1湖南农业大学园艺园林学院 湖南 长沙 4101282国家中医药管理局亚健康干预技术实验室 湖南 长沙 4101283湖南省作物种质创新与资源利用重点实验室 湖南 长沙 410128摘 要：通过对14株蛹拟青霉菌株进行摇瓶液体发酵培...
2023-08-28
培养基成分对灵芝菌株液态培养分泌漆酶酶活的影响曾璐漫1,2，康信聪1,2，周荣辉1，罗 坤3，刘东波1,2* （1、湖南农业大学园艺园林学院，湖南 长沙 410128；2、国家中医药管理局亚健康干预技术实验室，湖南 长沙 410128；3、湖南农业大学植物保护学院，湖南 长沙 410128）摘 要 灵芝具有巨大的潜在漆酶生产能力，本研究通过采用ABTS法测定灵芝漆酶的酶活比较液体发酵...
2023-08-28
Xie et al. BMC Complementary and Alternative Medicine (2017) 17:511DOI 10.1186/s12906-017-2021-8The effects of freeze-dried Ganoderma lucidum mycelia on a recurrent oral ulceration rat modelLing Xi...
2023-08-28
Vol. 10(32), pp. 546-552, 25 August, 2016 DOI: 10.5897/JMPR2016.6110Article Number: 2F4170760305 ISSN 1996-0875Copyright © 2016Author(s) retain the copyright of this article http://www.academicjour...
2023-08-24
Edible and medicinal mushrooms 2014，22（1）：48~50单孢分离交配法提纯复壮杏鲍菇品种*秦路宁1刘俊波1郑雪平2刘东波1夏志兰1**（1.湖南农业大学园艺园林学院，湖南 长沙 410128；2.北京市正兴隆生物科技有限公司，北京 昌平 102211）摘 要 通过对一个已退化的杏鲍菇品种进行单孢分离、交配，以及出菇试验找出最能体现杂种优势的配对孢子组...
2023-08-24
发明专利
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(21)申请号 201210524330.1(22)申请日 2012.12.10申请人 刘东波地址 410128 湖南省长沙市芙蓉区湖南农业大学生命科学楼 2 楼发明人 刘东波*CN103007570A*(10)申请公布号 CN 103007570 A(43)申请公布日 2013.04.03(51)Int.Cl.B01D 11/02 (...
2023-08-24
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(21)申请号 201310281678.7(22)申请日 2013.07.07(73)专利权人 刘东波地址 410128 湖南省长沙市芙蓉区湖南农业大学生命科学楼 2 楼(72)发明人 刘东波(51)Int.Cl.A23L 2/04 (2006.01)A23L 2/70 (2006.01)(56)对比文件CN 101606738 A,20...
2023-08-24
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利*CN101851553B*(21)申请号 201010227332.5(22)申请日 2010.07.15(73)专利权人 湖南万源生物科技有限责任公司地址 410128 湖南省长沙市芙蓉区湖南农业大学生命科学楼二楼(72)发明人 ...
2023-08-24
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(21)申请号 201110066333.0(22)申请日 2011.03.18(73)专利权人 刘东波地址 410000 湖南省长沙市高新区创业园M0 栋南五楼(72)发明人 刘东波(74)专利代理机构&n...
2023-08-14
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利*CN101580755B*(21)申请号 200910043666.4(22)申请日 2009.06.11(73)专利权人 湖南农业大学地址 410128 湖南省长沙市芙蓉区人民东路(72)发明人 刘东波(74)专利代理机构 长沙星耀专利事务所 43205代理人 赵静华(10)授权公告号 CN 101580755 B(45)授权公告日 2...
2023-08-14
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