黄花蒿（ArtemisiaannuaL. ）是青蒿素主要生产原料，业界迫切需要通过高质量基因组破解青蒿素生物合成机理，解析高产的基因密码来培育优质高产青蒿素品种。但是，黄花蒿基因组杂合度和重复度很高，致使高质量的黄花蒿基因组组装成为国际学术界该领域的一大瓶颈。
近日，《药学学报》中、英文刊副主编陈士林领导的本草基因组学团队在MolecularPlant（即时IF：20）发表题为“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，在国际上率先公布了黄花蒿染色体级分型基因组图谱。该研究工作可以深入解析青蒿素生物合成及调控机制，挖掘优良性状相关的关键基因并开发分子标记，可快速选育黄花蒿优良品种，是保障青蒿素原料供应的重要突破。该论文由中国中医科学院中药研究所、天津中医药大学、成都中医药大学、广东省中医院、中国医学科学院药用植物研究所等单位主要完成。
世界卫生组织最新发布的《世界疟疾报告2021》显示，2020年全球估计有2.41亿疟疾病例，62.7万人死于疟疾，疟疾至今仍威胁着人类的健康。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。距青蒿素发现至今已有50周年，但疟疾流行远未结束，原因之一是最廉价的抗疟药品青蒿素价格仍超出许多非洲患者承受能力。该研究获得的基因组为黄花蒿首个染色体级别高质量基因组，并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。
研究团队从中国南方和北方采集了两株代表性黄花蒿野生株系HAN1和LQ-9 ，两者青蒿素含量差异达10倍以上（HAN1：1.1%，LQ9：0.1%）。研究人员完成这两株黄花蒿基因组测序，共获得4套单倍型染色体基因组 。通过单倍型基因组比较发现，青蒿素生物合成途径基因普遍存在多拷贝现象，串联复制是多拷贝形成的重要方式，多个基因的拷贝数在不同单倍型上存在差异。 研究团队进一步聚焦到关键限速酶紫穗槐二烯合酶的编码基因ADS，发现其数量与青蒿素含量高度相关。高质量的黄花蒿基因组提供了更加准确和全面的遗传背景，而ADS拷贝数与青蒿素含量的密切关系，在高产青蒿素优良品种的选育中具有重要的应用前景。
该工作得到国家重点研发计划、重大新药创制科技重大专项等项目资助。廖保生、沈晓凤、向丽、郭帅为论文共同第一作者，徐江、张伯礼、陈士林为论文通讯作者。
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