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西安交大破解罌粟億萬年基因密碼

2018-09-04
■西安交大葉凱教授科研團隊。    西安交大供圖■西安交大葉凱教授科研團隊。 西安交大供圖

罌粟被稱之為「惡之花」,外表明艷動人,卻能滋生「癮」患。但是,從醫學角度來看,罌粟中的很多成分,又都是能緩解人類病痛的良藥。據陝西西安交通大學前日消息,該校葉凱青年科學家工作室團隊聯合英國研究人員日前在國際上首次公佈罌粟的高質量全基因組序列,從而破譯罌粟封存億萬年的基因密碼,這也為進一步開發罌粟藥用價值奠定了重要基礎。該學術論文和科研成果刊發在最新一期《科學》雜誌。

那可丁嗎啡形成超級基因簇

據悉,由於罌粟的基因組存在大量(約70%)的重複序列,且經歷了多次大規模的結構變異,使得解析該基因組異常困難,因而破解罌粟基因組也成為科學界亟待破解的世界難題。據葉凱團隊研究成果顯示,罌粟基因組在距今780萬年發生了一次全基因組加倍事件,在距今至少1.1億年發生基因組片段加倍事件。此外,首次發現罌粟合成止咳那可丁和鎮痛嗎啡類生物鹼的15個基因在11號染色體上形成超級基因簇,該基因簇在根、莖部特異表達且共表達。

專家表示,正是由於罌粟在進化過程中經歷基因組加倍事件和多次基因片段擴增、丟失、融合和重排等,造成了兩種代謝通路基因的聚集和共表達,形成了超級基因簇,從而能夠高效合成新的次生代謝物,比如罌粟中最具藥效的嗎啡類生物鹼和那可丁成分等。

葉凱團隊表示,公佈罌粟全基因組序列,破譯罌粟中合成次生代謝產物的奧秘,不僅對開發分子植物育種工具,培育新品種大有裨益,更對工業合成中選擇性提高不同藥效的生物鹼產量具有重大指導意義。■香港文匯報記者 李陽波 西安報道

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