化州柚（Citrus grandis ‘Tomentosa’） 是蕓香科柑橘屬植物，它的未成熟或近成熟的干燥外層果皮是著名的南藥化橘紅的原料。化橘紅是廣東省首批被立法保護的八大嶺南中藥之一，在2020年評選的中國區(qū)域農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)品牌“十大中藥材產(chǎn)業(yè)”排名第9位，在《新型冠狀病毒感染的肺炎診療方案（試行第六版）》的中醫(yī)治療方案中被推薦為治療普通型COVID-19的處方。化橘紅主要種植于我國的廣東和廣西地區(qū)，其中廣東化州為道地產(chǎn)區(qū)，藥材品質(zhì)上乘，然而化州產(chǎn)區(qū)的化橘紅道地性成因缺乏系統(tǒng)地研究報道。

　　近日，我校吳鴻教授團隊聯(lián)合華大研究院在國際著名植物學(xué)期刊Plant Science（IF:5.363）在線發(fā)表了題為“The draft genome and multi-omics analyses reveal new insights into geo-herbalism properties of Citrus grandis ‘Tomentosa’ ?”的研究論文。該研究以化州柚組裝的高質(zhì)量基因組為基礎(chǔ)，利用轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)評估了化州、百色、玉林不同產(chǎn)區(qū)化州柚基因表達差異，篩選出在不同產(chǎn)區(qū)差異的表達基因以及這些基因富集的代謝通路。同時，利用代謝組學(xué)技術(shù)檢測三個不同產(chǎn)區(qū)來源的化州柚主要藥用成分（黃酮類），鑒定在不同產(chǎn)區(qū)顯著差異的關(guān)鍵藥用成分，與差異表達的功能基因進行關(guān)聯(lián)分析，并對相關(guān)基因進行功能驗證。

　　1.該研究利用Next Denovo和Next Polish對Nanopore和BGISEQ-500測序平臺完成的化州柚基因組測序數(shù)據(jù)進行組裝和糾錯，最終獲得大小為359.29Mb，N50為9.12Mb的高質(zhì)量的化州柚基因組圖譜。比較基因組分析表明，化州柚與柚的親緣關(guān)系最近，分化時間大概是19.1百萬年前。全基因組復(fù)制事件（WGD）分析，化州柚近期無WGD事件。

　　2.通過代謝組學(xué)分析，鑒定出川陳皮素含量高低是決定化橘紅具有道地性的主要成分因素之一。作者進一步通過多組學(xué)分析和瞬時過表達驗證實驗，篩選出一個新的甲氧基轉(zhuǎn)移酶（OMT）基因-CtgOMT1，能使川陳皮素的含量有明顯的提高。該結(jié)果為化橘紅藥典標準修訂提供了新的成分參考指標。

　　本研究得到了廣東省重點領(lǐng)域研發(fā)計劃項目（2020B020221001）、廣東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系創(chuàng)新團隊建設(shè)專項資金（2019KJ125）、國家自然科學(xué)基金（30670119，31870172）和“十四五”廣東省農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新十大主攻方向“揭榜掛帥”（2022SDZG07）項目的支持。我校生命科學(xué)學(xué)院2019級博士研究生冼霖、2021級碩士研究生黃麗瑩，華大研究院Sunil Kumar Sahu博士為本文共同第一作者；我校生命科學(xué)學(xué)院吳鴻教授、華大研究院劉歡研究員為論文的共同通訊作者。

文圖/生命科學(xué)學(xué)院