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为解决裸花紫珠（Callicarpa nudiflora）活性化合物生物合成途径不明、限制其开发利用的问题，研究人员开展裸花紫珠染色体级基因组组装研究。他们成功组装约 597.82 Mb 的基因组，注释众多基因及非编码 RNA。该研究为探究药用成分合成机制、资源开发与保护提供基础。
在神奇的植物世界里，有一种名为裸花紫珠（Callicarpa nudiflora）的植物，它可是个 “宝藏”。裸花紫珠属于唇形科紫珠属，分布在亚洲、美洲、澳大利亚等地的热带和亚热带地区。在中国，它是海南黎族的重要药用植物，有着悠久的药用历史，早在唐朝的《本草拾遗》中就有记载，如今还被收录进了《中国药典》（2020 版） 。它的 “本领” 可不小，能治疗热带细菌感染、急性传染性肝炎，还能应对内外出血等多种病症。现代药理学研究发现，它具有止血、抗炎、抗氧化等多种药理活性，以它为原料开发出的裸花紫珠片、胶囊、颗粒等药物，在治疗痤疮、子宫出血、呼吸道感染、胃肠道出血等方面都有不错的效果。
然而，裸花紫珠在临床应用中表现出色的背后，却藏着许多未知。它之所以能发挥这些神奇功效，是因为含有丰富的次生代谢物，其中苯丙素类化合物中的阿克苷（acteoside）是关键活性成分，也是《中国药典》评估裸花紫珠药材及相关制剂质量的重要指标之一。虽然阿克苷的上游生物合成途径已基本明晰，但下游涉及酰基转移酶和糖基转移酶催化的过程中，一些酶基因的具体功能还不清楚，还有一些关键酶及其基因有待进一步探索。而且，由于裸花紫珠的基因组尚未被报道，这严重阻碍了对其活性化合物生物合成途径的研究，也限制了它的进一步开发和利用。
为了揭开裸花紫珠的神秘面纱，广西大学农学院等研究机构的研究人员开展了一项重要研究。他们的研究成果发表在《Scientific Data》上，为深入了解裸花紫珠奠定了坚实基础。
在这项研究中，研究人员用到了几个关键技术方法。首先是测序技术，他们从广西大学温室采集裸花紫珠植株样本（该栽培种群源自广西防城港光坡镇），提取高质量基因组 DNA 后，利用 MGISEQ - 2000 平台进行短读长测序，PacBio Sequel II 平台进行 HiFi 测序，以及进行 Hi - C 实验并在 MGISEQ - 2000 平台测序；同时对根、茎、叶、果实进行转录组测序。之后通过 k - mer 分析估计基因组大小和杂合度，利用多种软件进行基因组组装、重复元件注释、基因预测和功能注释，还进行了基因组共线性分析 。
研究结果主要包括以下几个方面：
- 基因组组装：通过一系列操作，研究人员成功组装出大小约为 597.82 Mb 的裸花紫珠基因组，contig N50长度达 34.14 Mb，scaffold N50为 34.32 Mb。并且，98.61%（589.50 Mb）的组装序列成功锚定到 17 条假染色体上 。
- 重复元件注释：研究发现裸花紫珠基因组中重复序列占比 64.49%（385.52 Mb），其中长末端重复（LTR）反转录转座子占比最大，达 30.33%，DNA 转座子占 28.64%，LINEs 和 SINEs 分别占 2.04% 和 0.12%，还鉴定出 44,461 个简单序列重复（SSR），占基因组的 0.09% 。
- 基因预测和功能注释：综合转录组、同源性和从头预测等方法，研究人员共预测出 31,266 个蛋白质编码基因。其中 92.45%（28,906 个）的基因能在 NR、GO、KOG、KEGG 等数据库中得到注释。此外，还注释出 2,303 个 rRNA、884 个 MicroRNA、531 个 tRNA 等非编码 RNA 。
- 基因组共线性分析：通过分析，研究人员确定了裸花紫珠基因组内及与其他紫珠属物种（如美洲紫珠 C. americana）基因组之间的共线性区域，这有助于了解其基因组的进化关系 。
研究结论表明，研究人员成功完成了裸花紫珠的染色体级基因组组装，获得了高质量的基因组序列，注释了大量基因和非编码 RNA，并明确了基因组的结构和进化特征。这一研究成果意义重大，为深入探究裸花紫珠药用成分的生物合成和调控机制提供了宝贵资源，也为其起源和进化历史的研究奠定了基础，将有力推动裸花紫珠资源的开发利用和保护，让这一民族药用植物在现代医学中发挥更大的价值。
