本网讯（科创平台 刘薇）我校曾建国教授研究团队完成的“The genome of the medicinal plant Macleayacordata provides new insights into benzylisoquinoline alkaloids metabolism”（全基因组视野下揭示博落回中异喹啉生物碱合成代谢）于2017年7月5日以长篇幅研究论文（Research Article）的形式在国际知名学术期刊Cell子刊—Molecular Plant (IF: 8.827)上发表。

曾建国教授团队2010年与北京诺禾致源公司进行基因组研究合作并于2011年完成了博落回全基因组测序和组装及生物信息分析。完成首个罂粟科植物全基因组构建后并未急于发表，而是进一步与中国农科院蔬菜花卉研究所黄三文研究员团队进一步合作运用基因组,转录组, 代谢组等多重组学的方法，结合大数据挖掘手段对博落回中主要生物活性成分血根碱（SAN）与白屈菜红碱 (CHE)等异喹啉类生物碱（BIAs）生源合成途径进行深入研究，挖掘出了参与合成SAN等BIAs的功能基因, 为利用植物代谢工程方法对博落回的资源品质性状进行改良，进而获得高SAN含量的博落回种质资源及工程化菌的构建提供基础支撑。

该研究证实了博落回的原阿片碱 6-羟化酶（P6H）是已知同类酶中催化效率最高的；采用质谱技术首次证实了博落回中存在全去甲劳丹碱、去甲网脉荔枝碱和6-O-甲基全去甲劳丹碱这3个合成网脉荔枝碱的前体物质，并且通过酵母异源表达验证了经这3种物质合成网脉荔枝碱的功能基因，首次证实Battersby等科学家提出“网脉荔枝碱”合成路径的正确性，对Zenk等科学家否定Battersby等提出的全去甲劳丹碱经6-O-甲基全去甲劳丹碱和去甲网脉荔枝碱合成网脉荔枝碱的结论提出质疑，为高等植物中网脉荔枝碱的生物合成提供了新的解释；还利用同位素示踪和质谱技术推测博落回中可能存在血根碱生源合成新旁路，即从金黄紫堇碱经N-甲基金黄紫堇碱和N-甲基碎叶紫堇碱合成N-甲基刺罂粟碱的旁路，并通过酵母异源表达试验验证了从金黄紫堇碱合成N-甲基金黄紫堇碱的功能基因；从基因组水平解释了博落回作为罂粟科植物不存在吗啡等违禁成分的原因。

本项成果多家单位合作并获得了国家自然科学基金尤其是湖南美可达生物资源股份有限公司的大力资助。湖南农业大学博士生刘秀斌，柳亦松博士、博士生黄鹏、中国农业科学院蔬菜花卉所博士生马永硕、湖南中医药大学博士生卿志星、湖南农业大学唐其博士及北京师范大学博士生曹慧芬为论文共同第一作者，湖南农业大学熊兴耀教授、云南师范大学马铃薯科学研究院尚轶研究员、中国农业科学院农业基因组研究所黄三文研究员和湖南农业大学曾建国教授为共同通讯作者。