2021年4月30日，湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)和中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)基因組研究所等單位共同在預(yù)印平臺(tái)bioRxiv在線(xiàn)發(fā)表題為“The Taxus genome providesinsights into paclitaxel biosynthesis”的研究論文。

紫杉醇是世界知名的抗癌藥物，被廣泛應(yīng)用于多種癌癥的臨床治療。其生產(chǎn)原料主要來(lái)源于植物中的“大熊貓”——紅豆杉。紅豆杉在我國(guó)被定為一級(jí)珍稀瀕危保護(hù)植物，還被全世界42個(gè)有紅豆杉的國(guó)家稱(chēng)為“國(guó)寶”。

中國(guó)農(nóng)科院基因組所研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)南方紅豆杉(Taxuschinensis var. mairei)單倍型胚乳材料全基因組測(cè)序，成功組裝了染色體級(jí)別的高質(zhì)量參考基因組。南方紅豆杉基因組大小為10.23 Gb，Contig N50為2.44 Mb，其中9.86 Gb的組裝數(shù)據(jù)被掛載到了紅豆杉基因組的12條染色體上。研究顯示該紅豆杉基因組經(jīng)歷了一次古代的全基因復(fù)制事件，并且其基因組中的重復(fù)序列經(jīng)歷了長(zhǎng)期而連續(xù)的插入過(guò)程。在漫長(zhǎng)的進(jìn)化過(guò)程中，紅豆杉不僅形成了獨(dú)特的Gypsy和Copia轉(zhuǎn)座子家族，而且進(jìn)化出獨(dú)有的紫杉醇生物合成相關(guān)基因家族。該研究系統(tǒng)分析了紫杉醇合成相關(guān)基因的基因組定位與協(xié)同表達(dá)調(diào)控，繪制了多個(gè)相關(guān)基因家族的基因組位置圖譜，特別揭示了細(xì)胞色素P450家族的基因組分布和調(diào)控規(guī)律。研究首次發(fā)現(xiàn)了紫杉醇合成基因在紅豆杉9號(hào)染色體上的聚集分布現(xiàn)象，并在其中鑒定了首個(gè)紫杉醇生物合成基因簇，由六個(gè)基因串聯(lián)組成，主要負(fù)責(zé)催化紫杉醇生物合成的前兩步。

關(guān)鍵詞： 紫杉醇