鸦片罂粟封存亿万年基因密码破译

2018年08月31日08:26  来源:科技日报
 

记者30日从西安交通大学获悉,最新一期《科学》杂志发表了该校叶凯教授课题组、英国约克大学伊恩·格拉汉姆院士团队、英国惠康基金桑格研究所宁泽民研究员共同合作题为“鸦片罂粟基因组及吗啡喃的合成”的学术论文,首次公布鸦片罂粟的高质量全基因组序列和组装分析结果,揭示其进化历史上主要加倍和重排事件,阐明吗啡类生物碱合成基因簇的进化历史,为进一步开发鸦片罂粟药用价值,揭示罂粟科乃至早期双子叶植物进化历史奠定了基础。

破解鸦片罂粟基因组是当今科学界亟待破解的世界难题。由于鸦片罂粟的基因组存在大量(约70%)的重复序列,且经历了多次大规模的加倍和重排事件,使得解析该基因组异常困难。叶凯教授团队与英国团队合作,以英国本土鸦片罂粟植物为对象,历时两年多,首次在国际上完成了鸦片罂粟全基因组测序及高质量组装分析。同时,通过开发利用基因组深度挖掘算法及模型,首次发现鸦片罂粟合成止咳那可丁和镇痛吗啡类生物碱的15个基因在11号染色体上形成超级基因簇,该基因簇在根、茎部特异表达且共表达,从而能够协同高效合成新的次生代谢物,而罂粟中最具药效的吗啡类生物碱和那可丁成分均属于罂粟的次生代谢物。

通过研究,科学家们破译了鸦片罂粟封存亿万年的基因密码并揭示了合成吗啡类次生代谢物的奥秘,对开发分子植物育种工具,培育新品种大有裨益。也可用于产生可靠、廉价、有效的止痛药,造福人类。(记者史俊斌)

(责编:姜淑敏(实习生)、孙竞)

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