《South African Journal of Botany》：Multi-omics approaches to decipher bioactive compounds in
Ocimum spp
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多组学技术系统解析罗勒属植物次生代谢机制及其药用价值。基因组测序揭示关键代谢酶基因，转录组学阐明环境响应调控网络，蛋白质组学和代谢组学揭示活性成分动态变化，为药物开发提供新靶点。
普拉巴卡尔·布拉（Prabhakar Bura）|法里亚·法蒂玛（Faria Fatima）|萨巴·西迪基（Saba Siddiqui）|穆罕默德·哈里斯·西迪基（Mohammed Haris Siddiqui）|索梅什·古普塔（Somesh Gupta）|拉杰什·库马尔·维尔玛（Rajesh Kumar Verma）
印度北方邦卢克诺市北方邦生物多样性委员会
摘要
Ocimum属植物，通常被称为罗勒，是一种富含具有治疗潜力的生物活性化合物的药用植物。近期在组学技术（基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学）方面的进展为Ocimum的植物化学多样性提供了更深入的见解。基因组测序揭示了负责精油和次级代谢物生物合成的基因，而转录组学则识别出在不同环境条件下的关键调控途径。蛋白质组学有助于理解参与植物化学合成的酶的功能，代谢组学则能够全面分析生物活性化合物。将这些组学方法结合起来有助于发现具有药用价值的新植物化学物质。本文综述了多组学技术在表征Ocimum属植物化学复杂性方面的作用及其对医学研究和药物发现的意义。
引言
Ocimum属植物，在传统医学中，尤其是在阿育吠陀（Ayurveda）、乌纳尼（Unani）和悉达（Siddha）等体系中，具有重要意义。Ocimum sanctum（圣罗勒或图尔西）因其深厚的药用和精神价值而备受推崇，常被称为“草本植物之王”（Bhamra等人，2022年）。在阿育吠陀中，它被认为能够促进健康、延长寿命和提升整体福祉。图尔西被广泛用于增强免疫力、治疗哮喘和支气管炎等呼吸系统疾病以及普通感冒和发烧。它的适应原特性有助于身体抵抗压力并改善精神状态，使其成为缓解焦虑和抑郁的自然疗法（Sahoo等人，2022年）。该植物的叶子和精油富含丁香酚和樟脑等生物活性化合物，可用于镇痛、麻醉、抗炎、抗氧化和抗癌，并解决胃肠道问题。丁香酚的主要用途是缓解内部疼痛（尤其是牙痛），同时作为一种局部消毒剂，主要通过作为钠通道阻滞剂（局部麻醉剂）和抑制COX-2/NF-κB等炎症途径发挥作用。相比之下，樟脑主要用作局部止痛剂或用于胸部按摩，通过激活TRPM8受体产生特有的清凉或温暖感。此外，Ocimum还具有抗菌特性，传统上用于治疗皮肤感染、口腔健康问题和伤口。人们还认为它可以通过降低胆固醇和调节血压来支持心血管健康，其抗氧化成分有助于对抗自由基，可能具有抗癌效果（Yadav等人，2024年）。总体而言，Ocimum是一种多功能且全面的健康滋补品，体现了几个世纪以来备受推崇的自然疗法和预防医学原则。
章节摘录
Ocimum研究中的传统观点与科学验证
关于Ocimum（圣罗勒/图尔西）的传统观点有着悠久的历史，认为它可以治疗多种疾病，包括抗癌和适应原作用。虽然这些传统观点强调了该植物的长期治疗潜力，但当前的组学研究必须明确区分民间医学应用和科学验证的证据。
组学技术在理解Ocimum中的作用
组学技术通过提供关于Ocimum遗传、分子和生化框架的全面见解，彻底改变了我们对它的认识。例如，基因组学使得Ocimum基因组的测序和注释成为可能，识别出了负责生物活性化合物（如丁香酚、迷迭香酸和熊果酸）生物合成的基因（Chatterjee & Sarkar，2024年）。Ocimum的基因组学研究确定了参与这些化合物合成的关键酶编码基因。
Ocimum物种的基因组测序工作
Ocimum物种的基因组测序工作显著推进了对其遗传组成的理解，为探索其药用特性和改良农业性状奠定了基础。这些工作主要集中在Ocimum sanctum（圣罗勒）、Ocimum basilicum（甜罗勒）和Ocimum gratissimum（非洲罗勒）等关键物种上，这些物种因其多样的治疗和芳香特性而受到重视。Ocimum sanctum的首个基因组草图揭示了...Ocimum中的蛋白质分析及鉴定
在Ocimum物种中进行蛋白质分析和鉴定是理解参与关键生物过程（尤其是与次级代谢物生成、应激反应和生长调节相关的过程）的蛋白质功能的重要步骤。利用二维凝胶电泳（2D-PAGE）和液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）等技术，研究人员可以分离、定量并鉴定在不同条件下表达的蛋白质。
Ocimum的表观基因组学
在Ocimum中进行的DNA甲基化和组蛋白修饰研究已成为理解基因表达和代谢途径表观遗传调控的关键领域（Gupta等人，2020年）。DNA甲基化涉及在DNA的胞嘧啶残基上添加甲基，通常会导致基因表达受到抑制。在Ocimum中，DNA甲基化模式已被证明会影响参与次级代谢物生物合成的基因的表达。
结论
对Ocimum的组学研究揭示了该植物在遗传、代谢和生理特征方面的更深入理解。基因组学研究确定了负责次级代谢物生成的基因，而转录组分析揭示了在不同条件下调控基因表达的调控网络。蛋白质组学和代谢组学研究突出了丁香酚和迷迭香酸等生物活性化合物的动态调控机制。综合组学方法将基因...
本研究没有获得任何资助。
CRediT作者贡献声明
普拉巴卡尔·布拉（Prabhakar Bura）：正式分析、概念构思。法里亚·法蒂玛（Faria Fatima）：撰写初稿、监督、概念构思。萨巴·西迪基（Saba Siddiqui）：方法学设计、实验实施。穆罕默德·哈里斯·西迪基（Mohammed Haris Siddiqui）：资源获取、项目管理。索梅什·古普塔（Somesh Gupta）：监督、软件使用。拉杰什·库马尔·维尔玛（Rajesh Kumar Verma）：数据可视化。致谢
作者们感谢Integral大学的校长提供的鼓励和指导。
