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　　中科(ke)院上(shang)海(hai)辰山植(zhi)物科(ke)學(xue)研究中心(上(shang)海(hai)辰山植(zhi)物園)藥用植(zhi)物與健(jian)康組成(cheng)功完成(cheng)了(le)(le)(le)唇形科(ke)植(zhi)物黃芩(qin)全基因組測序，并(bing)分析(xi)了(le)(le)(le)黃芩(qin)中活性(xing)成(cheng)分的(de)進化機制(zhi)，進而完整(zheng)闡(chan)明了(le)(le)(le)抗癌活性(xing)物質(zhi)漢黃芩(qin)素的(de)合(he)成(cheng)機制(zhi)。

　　這項研究成(cheng)功(gong)解析(xi)了(le)一種使用2000多年的藥用植物中的珍貴化學物質合成(cheng)途徑，為(wei)通(tong)過合成(cheng)生物學獲取漢(han)黃(huang)芩素(su)提(ti)供(gong)了(le)基礎，也為(wei)其(qi)它唇(chun)形科植物的遺(yi)傳分析(xi)提(ti)供(gong)了(le)參考。4月(yue)14日，相(xiang)關研究成(cheng)果在線發(fa)表于《分子(zi)植物》。

　　黃芩是一種著名(ming)的(de)(de)唇形(xing)科藥用(yong)植物植物，原(yuan)產于中(zhong)國，我(wo)們的(de)(de)祖先對它的(de)(de)使用(yong)已有(you)數千(qian)年歷史。

　　黃(huang)芩(qin)(qin)葉片中含有野(ye)黃(huang)芩(qin)(qin)素、野(ye)黃(huang)芩(qin)(qin)苷，根中則含有黃(huang)芩(qin)(qin)素、漢黃(huang)芩(qin)(qin)素等(deng)活性物質。現代科學研究表明這(zhe)些黃(huang)酮(tong)類成分具(ju)有抗菌，抗病毒，抗氧化，抗癌(ai)，保(bao)肝和神經保(bao)護特性，它們還能能夠抑(yi)制(zhi)并殺(sha)死腫瘤細胞，且對(dui)正常動物細胞沒(mei)有副作用。盡管黃(huang)芩(qin)(qin)具(ju)有很好的(de)經濟效(xiao)益，需求在不(bu)斷增加，但由于缺(que)乏(fa)基因組信息(xi)而使黃(huang)芩(qin)(qin)栽培育種(zhong)及遺傳改良受到限制(zhi)。

　　論文第一作者、該課題負責人(ren)趙(zhao)清博士告訴《中(zhong)(zhong)國科學報》記(ji)者，通過全(quan)基因組測序，研究(jiu)團隊搞(gao)清楚了黃(huang)芩素及漢黃(huang)芩素在黃(huang)芩中(zhong)(zhong)的(de)產生及進化機制，也完全(quan)闡明(ming)了漢黃(huang)芩素的(de)合(he)成路徑。

　　一(yi)般來(lai)說(shuo)，唇形科(ke)植物(wu)重復(fu)序(xu)列較高且由于黃芩(qin)自身(shen)自交不(bu)親和特(te)性會帶(dai)來(lai)基因(yin)組(zu)的高復(fu)雜性。因(yin)此，研究(jiu)人員采用了(le)三代(dai)PacBio測(ce)序(xu)技(ji)術(shu)，結合Illumina數據糾錯，再用10 X genomics技(ji)術(shu)延伸片段長度，最后用Hi-C技(ji)術(shu)將98.04%基因(yin)組(zu)序(xu)列掛載到黃芩(qin)的9條染色體(ti)上。

　　論文共(gong)同第一作(zuo)者(zhe)楊俊介紹解釋(shi)說，在這樣(yang)的(de)(de)測序策(ce)略基礎上(shang)，研(yan)究(jiu)人員得(de)到了高質量的(de)(de)黃(huang)(huang)芩基因(yin)組，測得(de)序列占預估基因(yin)組的(de)(de)94.73%，N50 達(da)到 33.2 Mb。并以此為基礎，結合(he)研(yan)究(jiu)團隊(dui)的(de)(de)分(fen)子生(sheng)物學及(ji)代謝生(sheng)物學實驗分(fen)析，最終(zhong)完全解析了黃(huang)(huang)芩中特有的(de)(de)抗癌(ai)物質漢黃(huang)(huang)芩素的(de)(de)進化及(ji)合(he)成機(ji)制(zhi)。

　　該(gai)論文通訊作者、英國皇家科學院院士Cathie Martin教(jiao)授表示：“黃芩的(de)(de)參考基(ji)因(yin)組將有(you)助于為唇形(xing)科家族(zu)的(de)(de)其他成員基(ji)因(yin)組序列組裝(zhuang)和改進，并為在藥用植物(wu)中解析有(you)價(jia)值(zhi)化合物(wu)的(de)(de)合成途徑提供重要基(ji)礎(chu)。”

　　“這(zhe)項工(gong)作(zuo)為合成(cheng)生(sheng)物學(xue)異源合成(cheng)漢黃芩(qin)素提供了基礎(chu)。”趙清表(biao)示，在不久的(de)將來，可以通過微生(sheng)物細胞表(biao)達這(zhe)些合成(cheng)酶，就(jiu)可用合成(cheng)生(sheng)物學(xue)的(de)技術(shu)來生(sheng)產這(zhe)些活性物質。同時，這(zhe)項工(gong)作(zuo)也為育(yu)種學(xue)家選(xuan)育(yu)優良品種黃芩(qin)提供了理論(lun)基礎(chu)。

　　DOI://doi.org/10.1016/j.molp.2019.04.002