近日，福建农林大学秦源教授团队在《Horticulture Research》期刊上发表题为From Folklore to Explore: Integrating Genomic and Multi-Omics Data for Clinacanthus nutans Provides Insights into the Evolution and Organ-Specific Therapeutic basis的研究成果。福建农林大学生命科学学院秦源教授和郑平副教授为论文的通讯作者。论文第一作者为福建农林大学秦源课题组安昌博士后。

该研究以药用植物鳄嘴花（Clinacanthus nutans）为研究对象，围绕其基因组特征与多组学调控机制开展系统解析。该研究首次构建鳄嘴花的染色体水平参考基因组，并通过多组学整合分析，系统探讨其代谢通路演化及器官特异性特征。

研究团队完成了鳄嘴花首个染色体水平基因组组装，基因组大小约731.61 Mb，共锚定至18条假染色体。基因组分析显示，其重复序列比例较高（约69%），以LTR类反转录转座子为主，反映了较为活跃的转座子扩增历史。系统发育与Ks分析表明，鳄嘴花在其进化过程中经历了一次唇形目（Lamiales）尺度共享的全基因组复制（WGD）事件，该事件发生于其与葡萄分化之后、唇形目主要类群分化之前。基因家族扩张与收缩分析显示，显著扩张的基因家族主要富集于黄酮类和三萜类等次生代谢通路、植物激素信号转导及胁迫响应相关功能，表明这些代谢与调控相关基因在进化过程中受到明显的扩张驱动。

研究整合根、茎、嫩叶、成熟叶和花五个器官的转录组与代谢组数据，系统刻画了不同器官在基因表达与代谢组成上的空间分化格局。结果显示，地上与地下器官在代谢通路组成及其对应基因表达模式上呈现出显著分化：黄酮类代谢相关通路及其关键基因主要在叶和花中高表达，而三萜类代谢通路及其限速酶基因则在根中较为活跃。进一步的加权基因共表达网络分析（WGCNA）鉴定了4个与次生代谢显著相关的核心模块，这些模块中不仅包含多条参与黄酮类和三萜类合成途径的关键结构酶编码基因，如与苯丙素途径、黄酮骨架形成及三萜骨架构建相关的酶类，同时还富集了一批潜在的调控因子，主要包括MYB、bHLH、WRKY及 AP2/ERF 等转录因子家族成员。模块内基因的表达模式与相应代谢物在不同器官中的积累特征总体一致，提示其可能共同参与不同药用部位的次生代谢调控。

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鳄嘴花多组学整合研究的总体框架