化州柚（Citrus grandis ‘Tomentosa’） 是芸香科柑橘属植物，它的未成熟或近成熟的干燥外层果皮是著名的南药化橘红的原料。化橘红是广东省首批被立法保护的八大岭南中药之一，在2020年评选的中国区域农业产业品牌“十大中药材产业”排名第9位，在《新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案（试行第六版）》的中医治疗方案中被推荐为治疗普通型COVID-19的处方。化橘红主要种植于我国的广东和广西地区，其中广东化州为道地产区，药材品质上乘，然而化州产区的化橘红道地性成因缺乏系统地研究报道。
近日，我校吴鸿教授团队联合华大研究院在国际著名植物学期刊Plant Science（IF:5.363）在线发表了题为“The draft genome and multi-omics analyses reveal new insights into geo-herbalism properties of Citrus grandis ‘Tomentosa’ ”的研究论文。该研究以化州柚组装的高质量基因组为基础，利用转录组数据评估了化州、百色、玉林不同产区化州柚基因表达差异，筛选出在不同产区差异的表达基因以及这些基因富集的代谢通路。同时，利用代谢组学技术检测三个不同产区来源的化州柚主要药用成分（黄酮类），鉴定在不同产区显著差异的关键药用成分，与差异表达的功能基因进行关联分析，并对相关基因进行功能验证。
1.该研究利用Next Denovo和Next Polish对Nanopore和BGISEQ-500测序平台完成的化州柚基因组测序数据进行组装和纠错，最终获得大小为359.29Mb，N50为9.12Mb的高质量的化州柚基因组图谱。比较基因组分析表明，化州柚与柚的亲缘关系最近，分化时间大概是19.1百万年前。全基因组复制事件（WGD）分析，化州柚近期无WGD事件。
2.通过代谢组学分析，鉴定出川陈皮素含量高低是决定化橘红具有道地性的主要成分因素之一。作者进一步通过多组学分析和瞬时过表达验证实验，筛选出一个新的甲氧基转移酶（OMT）基因-CtgOMT1，能使川陈皮素的含量有明显的提高。该结果为化橘红药典标准修订提供了新的成分参考指标。
本研究得到了广东省重点领域研发计划项目（2020B020221001）、广东省现代农业产业技术体系创新团队建设专项资金（2019KJ125）、国家自然科学基金（30670119，31870172）和“十四五”广东省农业科技创新十大主攻方向“揭榜挂帅”（2022SDZG07）项目的支持。我校生命科学学院2019级博士研究生冼霖、2021级硕士研究生黄丽莹，华大研究院Sunil Kumar Sahu博士为本文共同第一作者；我校生命科学学院吴鸿教授、华大研究院刘欢研究员为论文的共同通讯作者。
文图/生命科学学院
