找到“廣陳皮”效用線索破譯茶枝柑基因組圖譜

茶枝柑，主要分布于廣東新會等地，其果皮制干即為中藥“廣陳皮”，含有多種生物活性成分。多甲氧基黃酮是廣陳皮中關鍵的藥用成分，目前尚不清楚其生物合成的遺傳基礎及調控機制。

5月11日，深圳華大生命科學研究院聯合華南農業大學、中國藥科大學、南京中醫藥大學，通過多組學技術破譯了茶枝柑基因組的遺傳圖譜，揭示了多甲氧黃酮合成的潛在通路以及基因調控網絡。研究提出了一種新的酶基因，該基因被證實能夠直接合成具有抗腫瘤作用和抗神經炎癥活性的多甲氧基黃酮化合物。該研究為“廣陳皮”獨特的藥用成分形成及價值提供科學支撐，相關成果在《自然—通訊》發表。

茶枝柑基因組圖譜 研究團隊供圖

從茶枝柑基因組中，研究團隊鑒定出了47個高可信度，且與多甲氧基黃酮合成直接相關的甲氧基轉移酶基因，主要分布在3號染色體和9號染色體上。

每年的9月至12月是茶枝柑果皮采收的季節，不同時間段采收的果皮制作出來的陳皮具有不同的功效。新會是“廣陳皮”的道地產區，在這里，研究人員采集了茶枝柑不同發育時期的花、葉以及果實等組織進行轉錄組和代謝組測序研究，揭示了不同發育階段多甲氧基黃酮合成和積累的變化規律。

不同發育時期的茶枝柑組織樣本

在茶枝柑的不同組織中，研究人員共發現29種多甲氧基黃酮化合物，其相對含量的變化與不同發育階段、不同組織中的甲氧基酶基因表達模式有關，并且大多數化合物的相對含量在花后200天的果皮中達到最高，說明該時間段是茶枝柑果實采摘的適宜期。

研究團隊發現一種新的甲氧基轉移酶基因CcOMT1，成功表征其活性，并證實該酶能夠催化合成具有抗腫瘤活性的化合物，能夠顯著改變茶枝柑果皮中該化合物的含量。

此外，研究團隊還發現了多甲氧基黃酮合成基因調控網絡的核心轉錄因子。這些轉錄因子能夠響應干旱、鹽害等非生物脅迫，這些環境壓力與茶枝柑的自然生長條件高度吻合。新會地區獨特的地理位置，為茶枝柑的生長提供了特有的鹽脅迫環境，這種環境條件對茶枝柑的生長發育和次生代謝產物的合成具有重要影響。

文章共同第一作者、深圳華大生命科學研究院副研究員王亞玉表示：“本次研究從‘基因挖掘—代謝物合成—轉錄調控’三個層次詳細闡述了“廣陳皮”活性成分多甲氧基黃酮的合成調控機制，為茶枝柑基因組輔助育種、活性成分工程化合成、藥材質量保障及品質提升奠定了堅實的理論基礎。”

相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-024-48235-y