2022年8月国际植物学顶级期刊《Molecular Plant》以封面文章刊登了题为“Allele- aware chromosome- level genome assembly of Artemisia annua reveals the correlation between ADS expansion and artemisinin yield(黄花蒿染色体级分型基因组揭示ADS基因扩张与青蒿素含量相关性)”的研究论文(www.cell.com/molecular-plant/current)。
威尼斯官网博士生郭帅为论文共同第一作者,裴瑾教授、高继海副教授及硕士生陈诗雨等作为共同作者参与了本项工作,威尼斯官网首席教授陈士林为论文通讯作者。该工作由中国中医科学院中药研究所、天津中医药大学、中国中医科学院青蒿素研究中心与威尼斯98488等多家单位共同合作完成,廖保生和徐江为论文第一作者和第一通讯作者。该刊同期发表题为“50th anniversary of artemisinin: From the discovery to allele- aware genome assembly of Artemisia annua(纪念青蒿素研究50周年:从青蒿素发现到染色体基因组组装)”的评述文章。
青蒿素是世界卫生组织推荐治疗疟疾的联合疗法一线药物,自1972年问世以来已拯救数以亿计人类生命。研究人员采用PacBio HiFi、Bionano光学图谱、Hi-C等多种测序技术,有效弥合了重叠群和染色体之间的尺度差异,最后成功获得黄花蒿染色体级单倍型基因组,为青蒿素生物合成和调控的机制解析及分子辅助育种奠定基础。该研究获得的基因组为首个黄花蒿染色体级别高质量基因组。通过黄花蒿高质量基因组,研究人员发现关键限速酶紫穗槐二烯合酶编码基因ADS数量与青蒿素含量高度相关,其在高青蒿素含量黄花蒿新品种选育上的应用已取得突出成效。这对保障全球优质廉价的青蒿素原料供应,实现世卫组织提出到2030年疟疾发病率和死亡率比2015年降低至少90%的目标具有重要意义。同时,黄花蒿高质量基因组为“千种本草基因组计划”添上了浓墨重彩的一笔。
图1. Molecular Plant 2022年8月封面论文--纪念青蒿素研究50周年:从青蒿素发现到染色体基因组组装
图2. 黄花蒿染色体级分型基因组揭示ADS基因扩张与青蒿素含量相关性
(供稿:中医药创新研究院/交叉学科研究院)