喜树碱药用植物Nothapodytes nimmoniana染色体水平基因组图谱首次解析

本研究通过整合NGS、Hi-C和HiFi测序技术，首次构建了抗癌药物喜树碱（camptothecin）重要来源植物Nothapodytes nimmoniana的染色体水平基因组（3.53Gb/14条染色体），填补了该物种基因组空白。研究揭示了80.82%的重复序列占比和83,269个蛋白编码基因，为解析喜树碱生物合成通路及植物系统进化提供关键资源。

　　

在植物天然产物开发领域，喜树碱（camptothecin, CPT）作为拓扑异构酶抑制剂，因其显著的抗肿瘤活性成为临床重要药物前体。然而其主要植物来源Nothapodytes nimmoniana（茶茱萸科）长期缺乏高质量基因组资源，严重制约了生物合成机制研究和种质改良。中国科学院西双版纳热带植物园的研究团队在《Scientific Data》发表研究，通过多组学技术破解了这一难题。

研究人员采用"三合一"测序策略：基于DNBSEQ-T7平台的二代测序（48×深度）、PacBio Revio平台的HiFi长读长测序（58×）和Hi-C染色体构象捕获技术（112×），结合k-mer分析预测基因组大小为3.51Gb。通过hifiasm和3D-DNA等工具完成染色体水平组装，最终获得N50达248.74 Mb的14条染色体参考基因组。

基因组特征分析
重复序列占比高达80.82%，其中Gypsy型LTR反转录转座子（35.16%）和Copia型（17.58%）占主导。基因预测显示83,269个蛋白编码基因，BUSCO评估完整度达98.9%。非编码RNA注释发现37,006个位点，包括276个miRNA和4,647个rRNA。

功能注释与比较基因组学
80.23%基因获得功能注释，涉及COG、KEGG等数据库。特别值得注意的是，研究通过circos图谱直观展示了基因组元素分布规律，

同时Hi-C互作热图

验证了染色体组装的准确性。

这项研究创建了首个染色体级别的N. nimmoniana参考基因组，为解析喜树碱生物合成途径的分子机制奠定基础。基因组中高比例的转座子元件为研究物种适应性进化提供新线索，而精确的染色体定位信息将助力比较基因组学研究。该成果不仅推动药用植物资源开发利用，也为癌症治疗药物的分子设计提供靶点挖掘平台。数据已存储于GSA（CRA020913）和NCBI GenBank数据库，将成为植物天然产物研究领域的重要参考。