本站消息 近日，学校西南中药材种质创新与利用国家地方联合工程研究中心团队在Horticulture Research（农林科学1区TOP，IF: 7.6）在线发表了题为Telomere-to-Telomere Genome Assembly and 3D Chromatin Architecture of Centella asiatica Insight into Evolution and Genetic Basis of Triterpenoid Saponin Biosynthesis的研究论文，该研究首次报道了伞形科第一个药用植物T2T基因组，系统解析了积雪草中参与三萜生物合成的关键基因家族的进化动力学和功能特征，为研究伞形科五环三萜皂苷生物合成及其分子调控机制提供了一个潜在模型。

该研究利用PacBio HiFi、Hi-C测序数据，对积雪草野生种质进行了从端粒到端粒（telomere-to-telomere，T2T）的基因组从头组装。最终组装得到438.12 Mb基因组，N50序列长度为54.12 Mb，GC含量为34.21%，包含258.87 Mb的重复序列和25200个蛋白编码基因。BUSCO评估组装完整性为99%。成功组装9条无间隙染色体，预测到9个着丝粒区域，鉴定到18个端粒，LAI指数为 16.36，是目前获得的完整性和质量最高的积雪草基因组。

通过比较基因组分析表明，与表现出两次全基因组复制事件（Apiaceae-α和Apiaceae-ω）的Apiaceae物种相比，积雪草是Apiaceae家族中较早分化的一个物种，在经历了古老的γ-三倍化事件之后发生了一次WGD（Apiaceae-ω）事件。我们进一步构建了积雪草叶片的三维染色质结构、A/B区室和拓扑结构域（TAD），阐明了染色质结构对WGD衍生基因表达的影响。此外，基因家族和功能特征分析突出了CasiOSC03在α-amyrin合成中的关键作用，同时也揭示了与积雪草皂苷生物合成相关的CYP716、CYP714和UGT73家族的显著扩增和高表达。加权基因共表达网络分析（WGCNA）进一步强调了响应MeJA调控的三萜代谢途径，为积雪草皂苷生物合成的调控网络提供了见解。

这项研究结果揭示了一个特殊亚家族的高表达、非保守基因组成以及共表达网络，这些共同促进了积雪草皂苷的生物合成途径，为通过定向基因操作来提高皂苷产量开辟了道路。这些研究不仅加深了对积雪草基因组内调控复杂性的理解，也为未来旨在代谢工程和药物开发的研究提供了宝贵的资源。

积雪草（Centella asiatica (L.) Urban），是伞形科天胡荽亚科积雪草属多年生草本植物，广泛分布于热带和亚热带地区。该物种以其丰富的三萜皂苷而闻名，其治疗特性已被广泛研究。在传统中医中，积雪草已经被用来治疗各种疾病，包括皮肤病、神经退行性疾病和胃肠道疾病等。其生物活性成分积雪草酸及其糖苷衍生物，因在医药和化妆品中的潜在应用而受到广泛关注。

学校农学与生物技术学院博士研究生宋婉玲和食品科学技术学院博士研究生陈保政为该论文共同第一作者，杨生超教授、董扬教授和张广辉教授为该论文的共同通讯作者。

文章链接：https://doi.org/10.1093/hr/uhaf037