紅根石（圖1）它是紫草的多年生草本植物，作為傳統醫學的一部分具有很高的經濟價值。紫色草根具有促進傷口愈合的抗病毒特性，這在很大程度上要歸功于具有生物活性的化合物紫色草本及其衍生物。近年來，Shikonin及其對應物alkannin和其他幾種紫色草本/紫草紅色衍生物已被視為有價值的天然色素和新藥骨架。雖然丙酮是研究時間最長的植物天然産物之一，但由于缺乏紫草的參考基因組，紫草本/紫草紅代謝途徑的分析及其進化和生态意義相對滞後。
圖1 Shikonin産生于紅根石的根部。
最近，園藝研究發表了一篇題為"紅色索姆韋爾（Lithospermum redthrorhizon）的雜交從頭組裝"的研究論文揭示了進化到洞察力shikonin生物合成，該研究由普渡大學的Robert P. Auber等人進行。由牛津納米孔技術公司（ONT）生産的Longreads，結合2008年南京大學The Age SRR5644206生産的短蘆葦，從頭開始創造了第一個紫色草的denovo基因組。紫草基因組大小為367.41Mb，包含2，465個重疊群，最大為3.44Mb，N50重疊群長度為314.31kb。ONT資料為7.6Gb，覆寫了大約20倍的基因組。基于OrthoFinder對不同基因的基因家族（包括與紫色草本合成相關的基因家族）的進化分析表明，Boraginales最近與Solanales，Gentianales和Laminales之間的大親緣關系有關。
對羟基苯甲酸酯：香葉基轉移酶（PGT）是紫草本生物合成的關鍵酶，在紫草本/紫草紅植物最近的共同祖先中，同源組（正源組）OG0000509預測了多個複制事件，同源組包含13個紫草基因，包括LePGT1，LePGT2和11個未報告的基因。為了更好地分析LePGT1和LePGT2的進化曆史，研究人員對OG0000509同源組（圖2）中基于異戊二烯的轉移酶（prenyltransferases）進行了系統的進化分析，Leryth_011786副本與其他拷貝相對較遠，可能先前報道為紫色草中"缺失"的泛醌異戊二烯基轉移酶。此外，對紫草毛根LePGT1的RNAi實驗表明，培養基中紫草本植物的總含量下降了95%以上，進一步證明了LePGT1确實是控制紫草合成的主要PGT基因。本研究報道的紫草參考基因組的進化起源分析及提供的紫草本生物合成為紫草特殊代謝産物的進化研究提供了新的線索，對紫草生物合成途徑未知部分的分析具有重要的指導意義。
圖2 正交組OG0000509中苯基轉移酶同系物的系統發育分析。
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https://www.nature.com/articles/s41438-020-0301-9
關于園藝研究
《園藝研究》是南京農業大學與《自然》出版集團（現為施普林格《自然》）合作創辦的英文期刊，是《自然》雜志在園藝領域唯一的特刊。所有關于園藝作物的基礎和理論研究都可以做出貢獻。園藝研究 Cory Vienn JCR2018 影響因子：3.640，位于園藝區1（3/36th）和植物科學1st（32/228th）。2019年中國科學院期刊社（基礎版）：位于園藝子類一、植物科學子類一、農林科學類一（Top期刊）。