我校曾建國教授研究團隊在國際知名學術期刊Cell子刊—Molecular Plant 上發表「全基因組視野下揭示博落回中異喹啉生物鹼合成代謝」

本網訊（科創平台劉薇）我校曾建國教授研究團隊完成的「The genome of the medicinal plantMacleayacordataprovides new insights into benzylisoquinoline alkaloids metabolism」（全基因組視野下揭示博落回中異喹啉生物鹼合成代謝）於2017年7月5日以長篇幅研究論文（Research Article）的形式在國際知名學術期刊Cell子刊—Molecular Plant (IF: 8.827)上發表。

曾建國教授團隊2010年與北京諾禾致源公司進行基因組研究合作並於2011年完成了博落回全基因組測序和組裝及生物信息分析。完成首個罌粟科植物全基因組構建後並未急於發表，而是進一步與中國農科院蔬菜花卉研究所黃三文研究員團隊進一步合作運用基因組,轉錄組,代謝組等多重組學的方法，結合大數據挖掘手段對博落回中主要生物活性成分血根鹼（SAN）與白屈菜紅鹼(CHE)等異喹啉類生物鹼（BIAs）生源合成途徑進行深入研究，挖掘出了參與合成SAN等BIAs的功能基因,為利用植物代謝工程方法對博落回的資源品質性狀進行改良，進而獲得高SAN含量的博落回種質資源及工程化菌的構建提供基礎支撐。

該研究證實了博落回的原阿片鹼6-羥化酶（P6H）是已知同類酶中催化效率最高的；採用質譜技術首次證實了博落回中存在全去甲勞丹鹼、去甲網脈荔枝鹼和6-O-甲基全去甲勞丹鹼這3個合成網脈荔枝鹼的前體物質，並且通過酵母異源表達驗證了經這3種物質合成網脈荔枝鹼的功能基因，首次證實Battersby等科學家提出「網脈荔枝鹼」合成路徑的正確性，對Zenk等科學家否定Battersby等提出的全去甲勞丹鹼經6-O-甲基全去甲勞丹鹼和去甲網脈荔枝鹼合成網脈荔枝鹼的結論提出質疑，為高等植物中網脈荔枝鹼的生物合成提供了新的解釋；還利用同位素示蹤和質譜技術推測博落回中可能存在血根鹼生源合成新旁路，即從金黃紫堇鹼經N-甲基金黃紫堇鹼和N-甲基碎葉紫堇鹼合成N-甲基刺罌粟鹼的旁路，並通過酵母異源表達試驗驗證了從金黃紫堇鹼合成N-甲基金黃紫堇鹼的功能基因；從基因組水平解釋了博落回作為罌粟科植物不存在嗎啡等違禁成分的原因。

本項成果多家單位合作並獲得了國家自然科學基金尤其是湖南美可達生物資源股份有限公司的大力資助。湖南農業大學博士生劉秀斌，柳亦松博士、博士生黃鵬、中國農業科學院蔬菜花卉所博士生馬永碩、湖南中醫藥大學博士生卿志星、湖南農業大學唐其博士及北京師範大學博士生曹慧芬為論文共同第一作者，湖南農業大學熊興耀教授、雲南師範大學馬鈴薯科學研究院尚軼研究員、中國農業科學院農業基因組研究所黃三文研究員和湖南農業大學曾建國教授為共同通訊作者。

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