板藍（Strobilanthes cusia，又稱為「南板藍根」）具有較豐富的靛藍色素（indigo），因此，其一直是傳統的藍色染料植物。中國科學院昆明植物研究所民族植物學團隊的野外調查發現，居住在雲南的少數民族「藍靛瑤」對靛藍的利用具有特殊的文化內涵，他們崇尚藍色服飾，以藍色為民族文化的主色調（圖1a，b），板藍的利用對維持藍靛瑤傳統文化具有意義。此外，靛藍indigo（一種吲哚生物鹼）具有多種藥物活性，是傳統中藥中的重要方劑，在當今我國傳統中藥的現代化利用中具有前景。解析indigo物質生物合成的遺傳基礎，對高效利用板藍具有重要指導意義。
近期，昆明植物所民族植物學團隊研究員王雨華課題組和木本資源發掘與農林複合系統構建團隊研究員劉愛忠課題組合作，開展了板藍的精細基因組測序研究並揭示靛藍生物合成的分子機制。研究人員結合MinION單分子測序和Hi-C測序技術，首次獲得了板藍染色體水平的精細基因組（圖1c，板藍基因組網站）。利用代謝組分析發現，靛藍色素：靛苷（indican)、靛藍（indigo）和靛玉紅（indirubin）主要在板藍的葉片和莖中累積。結合代謝組和轉錄組的關聯分析發現，與靛藍色素合成途徑相關的酶基因，如細胞色素P450、UDP-葡萄糖基轉移酶和β-葡萄糖苷酶（圖1d），其葉和莖的變化顯著。比較基因組學進一步表明了細胞色素P450和UDP-葡萄糖基轉移酶基因家族經歷了數量上的擴張和功能的分化。該研究揭示了板藍累積靛藍的分子基礎。
相關研究成果以Blue genome：Chromosome-scale genome reveals the evolutionary and molecular basis of indigo biosynthesis in Strobilanthes cusia為題，發表在The plant journal雜誌上。王雨華、劉愛忠為論文的共同通訊作者，昆明植物所副研究員徐偉為論文第一作者。研究論文被選為The plant journal的亮點文章，該雜誌的資深編輯Alisdair R. Fernie為研究工作撰寫了題為Decoding indigo：the chromosome scale genome of Strobilanthes cusia highly pigmented plant important to diverse ethnic cultures in Asia的亮點文章。
論文連結
高產靛藍植物——板藍（Strobilanthes cusia）的基因組及靛藍（indigo）生物合成途徑。a.身著靛藍染制傳統民族服飾的藍靛瑤染匠正在為製作植物靛藍染料收割板藍的葉和莖；b.昆明植物所測序的「藍靛瑤」號板藍植株，包括全株、葉、莖、根及其製成的植物靛藍染料；c.板藍基因組組裝圖；d.靛藍色素的生物合成途徑
【來源：昆明植物研究所】
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