鴉片罌粟封存億萬(wàn)年基因密碼破譯

最新發(fā)現(xiàn)與創(chuàng)新

科技日?qǐng)?bào)西安8月30日電 (記者史俊斌)記者30日從西安交通大學(xué)獲悉，最新一期《科學(xué)》雜志發(fā)表了該校葉凱教授課題組、英國(guó)約克大學(xué)伊恩·格拉漢姆院士團(tuán)隊(duì)、英國(guó)惠康基金桑格研究所寧澤民研究員共同合作題為“鴉片罌粟基因組及嗎啡喃的合成”的學(xué)術(shù)論文，首次公布鴉片罌粟的高質(zhì)量全基因組序列和組裝分析結(jié)果，揭示其進(jìn)化歷史上主要加倍和重排事件，闡明嗎啡類(lèi)生物堿合成基因簇的進(jìn)化歷史，為進(jìn)一步開(kāi)發(fā)鴉片罌粟藥用價(jià)值，揭示罌粟科乃至早期雙子葉植物進(jìn)化歷史奠定了基礎(chǔ)。

破解鴉片罌粟基因組是當(dāng)今科學(xué)界亟待破解的世界難題。由于鴉片罌粟的基因組存在大量(約70%)的重復(fù)序列，且經(jīng)歷了多次大規(guī)模的加倍和重排事件，使得解析該基因組異常困難。葉凱教授團(tuán)隊(duì)與英國(guó)團(tuán)隊(duì)合作，以英國(guó)本土鴉片罌粟植物為對(duì)象，歷時(shí)兩年多，首次在國(guó)際上完成了鴉片罌粟全基因組測(cè)序及高質(zhì)量組裝分析。同時(shí)，通過(guò)開(kāi)發(fā)利用基因組深度挖掘算法及模型，首次發(fā)現(xiàn)鴉片罌粟合成止咳那可丁和鎮(zhèn)痛嗎啡類(lèi)生物堿的15個(gè)基因在11號(hào)染色體上形成超級(jí)基因簇，該基因簇在根、莖部特異表達(dá)且共表達(dá)，從而能夠協(xié)同高效合成新的次生代謝物，而罌粟中最具藥效的嗎啡類(lèi)生物堿和那可丁成分均屬于罌粟的次生代謝物。

通過(guò)研究，科學(xué)家們破譯了鴉片罌粟封存億萬(wàn)年的基因密碼并揭示了合成嗎啡類(lèi)次生代謝物的奧秘，對(duì)開(kāi)發(fā)分子植物育種工具，培育新品種大有裨益。也可用于產(chǎn)生可靠、廉價(jià)、有效的止痛藥，造福人類(lèi)。

標(biāo)簽： 罌粟 鴉片 基因