黄连全基因组发布，助力解析小檗碱型生物碱生物合成机制

黄连是一种珍贵的中药材，其药用价值在神农本草经和本草纲目中均有记载。研究表明，黄连中的药用活性物质主要是小檗碱、黄连碱、药根碱、等原小檗碱类生物碱，并且这类物质被报道在心血管、糖尿病和癌症等的防治中具有重要作用。然而，由于基因组资源的限制，目前关于黄连地下根茎中丰富的原小檗碱型生物碱形成的进化机制尚不清楚。

2021年6月2日，湖北中医药大学联合湖北省药品监督检验研究院等多家科研院所，在Nature Communications上在线发表了题为Analysis of the Coptis chinensis genome reveals the diversification of protoberberine-type alkaloids的研究论文，该研究发布了黄连高质量染色体规模的基因组并解析了黄连中小檗碱型生物碱生物合成及多样性形成的关键基因。

该研究组装了一个高质量的黄连染色体规模的基因组（总大小为 936.6 Mb），并且通过系统发育和比较基因组分析，揭示了黄连作为早期进化双子叶植物中的关键谱系的系统发育位置。研究人员推测，在黄连进化过程中发生了一轮古全基因组加倍事件。这次古老的全基因组加倍事件在之前的研究中被忽视，突出了高质量黄连基因组在与毛茛属和其他真双子叶植物的比较研究中的价值。

此外，该研究表征了参与黄连中小檗碱型生物碱生物合成的基因。该研究表明，局部基因组串联重复有助于细胞色素 P450 (CYP) 719的毛茛属进化枝特异性基因家族成员扩增。该研究指出，编码参与小檗碱的 ( S )-canadine 合酶生物合成的关键 CYP719 基因的功能多功能性可能在黄连其他小檗碱相关生物碱的多样化中起关键作用。总的来讲，黄连基因组的发布为深入了解真双子叶植物的进化提供了有利工具，并为毛茛属植物的遗传和应用研究提供了有价值的模型基因组。

Evolution of CYP719 members in Coptis chinensis.

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-021-23611-0

来源：植物生物学