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喜讯 | 我院联合北京中医药大学等单位破译江西道地药材香薷高质量基因组,揭示活性单萜生物合成途径及其与腺毛发育的相关性
来源:本站 更新时间:2025-10-13 访问:

   近日,院联合北京中医药大学、中国中医科学院中药资源中心、上海交通大学、复旦大学在园艺学一区TOP期刊Horticulture ResearchIF=8.5)发表了题为Integrative chromosome-level genomics and metabo-lomics uncover regulatory networks linking monoterpenoid biosynthesis and glandular trichome formation in Mosla chinensis的研究论文,破译了石香薷及江香薷的高质量基因组,并揭示香薷活性单萜生物合成途径及其与腺毛发育的相关性。我院虞金宝研究员及王小青副研究员作为共同通讯与共同一作参与了此项研究。


   香薷为唇形科石荠苎属植物石香薷或江香薷的地上部分,为江西道地药材,广泛应用于暑湿感冒和急慢性胃肠道等疾病中,具有发汗解表、化湿和中的功效。然而,香薷的遗传背景和研究基础较为薄弱,单萜类活性成分的生物合成途径解析也有待更多探索,针对基因组及道地性形成机制的解码可为香薷育种、生物学和进化的理解提供更多理论基础及科学信息。

   团队对同质化处理下的石香薷和江香薷形态特征及挥发性有机化合物(VOC)含量进行了分析,揭示了香薷基原植物的品质差异。进一步,基于PacBio第三代全基因组测序,成功组装了石香薷、江香薷染色体水平的高质量参考基因组(2n=18),其大小分别为426.1、408.8 Mb,重复序列分别为57.17%和56.33%(图1)。比较基因组学分析表明,石荠苎属大约在13.3 Mya(million years ago)前出现,而石香薷及江香薷则在约0.6 Mya发生分歧,提示江香薷应为自然分化形成,而非由栽培驯化而来的产物。


   进一步聚焦香薷活性成分生物合成的机制,通过体外催化、烟草瞬时转化与VIGS验证,揭示了TPS1、CYP71D179及SDR2参与催化形成香薷的质量评价标志物麝香草酚及香荆芥酚,并且MIXTA和WIN1分别通过直接结合TPS1CYP71D179启动子协同调节香薷毛状体形成和单萜类成分积累,香薷毛状体发育及单萜合成间存在-质相关性。


   该项研究成果及论文的发表进一步密切了我院与国家级院校和科研机构的合作关系,也是近年来院领导班子高度重视科研合作的重要体现,为我院后续开展江香薷道地药材品质的形成机制提供了重要支撑,同时,为我省相关道地药材品质形成的相关研究提供了借鉴。

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