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　　板藍（Strobilanthes cusia），又名南板藍根，因為累積豐富的靛藍色素（indigo）一直是傳統(tǒng)的藍色染料植物。人類學研究表明公元4000年前人類就開始利用靛藍染料。在南美、埃及、印度、中國和歐洲等世界不同區(qū)域，藍色的靛藍染料為豐富多樣民族的服飾文化提供了不可或缺的顏色資源。特別是從春秋戰(zhàn)國時期，我國就有利用靛藍染服飾的歷史記載，在我國西南地區(qū)和部分南部區(qū)域至今保留著利用靛藍染服飾的加工工藝，如大理白族的扎染、貴州苗族的蠟染、湖南侗族的侗布和海南黎族的黎錦等。根據(jù)中國科學院昆明植物研究所民族植物學團隊的野外調(diào)查發(fā)現(xiàn)居住在云南的少數(shù)民族“藍靛瑤”對靛藍的利用具有特殊的文化內(nèi)涵，他們崇尚藍色服飾，以藍色為民族文化的主色調(diào)（圖1a, b）。因此，板藍的利用對藍靛瑤傳統(tǒng)文化的維持具有特殊的意義。此外，因為靛藍indigo(一種吲哚生物堿)具有多種藥物活性，長期以來，板藍一直是傳統(tǒng)中藥中的重要方劑，在當今我國傳統(tǒng)中藥的現(xiàn)代化利用方面具有重要的利用前景。然而，關于植物累indigo的生理和分子基礎知之甚少，解析indigo物質(zhì)生物合成的遺傳基礎對板藍的高效利用具有重要的指導意義。 

　　近期，中國科學院昆明植物研究所民族植物學團隊王雨華課題組與木本資源發(fā)掘與農(nóng)林復合系統(tǒng)構(gòu)建團隊劉愛忠課題組合作，開展了板藍的精細基因組測序并揭示靛藍生物合成的分子機制。結(jié)合MinION單分子測序和Hi-C測序技術(shù)，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(wǎng)站）。利用代謝組分析發(fā)現(xiàn)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(jié)合代謝組和轉(zhuǎn)錄組的關聯(lián)分析發(fā)現(xiàn)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(zhuǎn)移酶和β-葡萄糖苷酶（圖1d）在葉和莖的變化顯著。比較基因組學進一步揭示出細胞色素P450和UDP-葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶基因家族經(jīng)歷了數(shù)量上的擴張和功能分化。這些研究揭示了，板藍累積靛藍的分子基礎。 

　　該研究成果以“Blue genome: Chromosome-scale genome reveals the evolutionary and molecular basis of indigo biosynthesis in Strobilanthes cusia”為題發(fā)表在The plant journal雜志上。中國科學院昆明植物研究所王雨華研究員與劉愛忠研究員為共同通訊作者，徐偉副研究員為該論文第一作者。這項研究被選為The plant journal雜志的亮點文章，該雜志的資深編輯Alisdair R. Fernie對該項研究給予高度評價，并為此撰寫題為“Decoding indigo: the chromosome scale genome of Strobilanthes cusia highly pigmented plant important to diverse ethnic cultures in Asia” 的亮點文章。他指出“將民族植物學與尖端的基因組測序及分析化學結(jié)合在一起，為靛藍的生物合成分子基礎及板藍的馴化利用提供了理論指導。這篇文章為民族民間植物資源的科學利用提供了一個很好的例子，即利用下一代測序技術(shù)和生物化學手段闡明我們的祖先選擇利用植物的深厚文化內(nèi)涵。因此，鑒于地球生物基因組計劃（Earth Bio-Genome project）的啟動，它將提供一個對植物生物學許多方面有巨大用途的藍圖。” 

圖1 高產(chǎn)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(tǒng)民族服飾的藍靛瑤染匠正在為制作植物靛藍染料收割板藍的葉和莖；b. 本研究所測序的“藍靛瑤”號板藍植株，包括全株，葉，莖，根及其制成的植物靛藍染料；c.板藍基因組組裝圖；d 靛藍色素的生物合成途徑。 

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