红根石（图1）它是紫草的多年生草本植物，作为传统医学的一部分具有很高的经济价值。紫色草根具有促进伤口愈合的抗病毒特性，这在很大程度上要归功于具有生物活性的化合物紫色草本及其衍生物。近年来，Shikonin及其对应物alkannin和其他几种紫色草本/紫草红色衍生物已被视为有价值的天然色素和新药骨架。虽然丙酮是研究时间最长的植物天然产物之一，但由于缺乏紫草的参考基因组，紫草本/紫草红代谢途径的分析及其进化和生态意义相对滞后。
图1 Shikonin产生于红根石的根部。
最近，园艺研究发表了一篇题为"红色索姆韦尔（Lithospermum redthrorhizon）的杂交从头组装"的研究论文揭示了进化到洞察力shikonin生物合成，该研究由普渡大学的Robert P. Auber等人进行。由牛津纳米孔技术公司（ONT）生产的Longreads，结合2008年南京大学The Age SRR5644206生产的短芦苇，从头开始创造了第一个紫色草的denovo基因组。紫草基因组大小为367.41Mb，包含2，465个重叠群，最大为3.44Mb，N50重叠群长度为314.31kb。ONT数据为7.6Gb，覆盖了大约20倍的基因组。基于OrthoFinder对不同基因的基因家族（包括与紫色草本合成相关的基因家族）的进化分析表明，Boraginales最近与Solanales，Gentianales和Laminales之间的大亲缘关系有关。
对羟基苯甲酸酯：香叶基转移酶（PGT）是紫草本生物合成的关键酶，在紫草本/紫草红植物最近的共同祖先中，同源组（正源组）OG0000509预测了多个复制事件，同源组包含13个紫草基因，包括LePGT1，LePGT2和11个未报告的基因。为了更好地分析LePGT1和LePGT2的进化历史，研究人员对OG0000509同源组（图2）中基于异戊二烯的转移酶（prenyltransferases）进行了系统的进化分析，Leryth_011786副本与其他拷贝相对较远，可能先前报道为紫色草中"缺失"的泛醌异戊二烯基转移酶。此外，对紫草毛根LePGT1的RNAi实验表明，培养基中紫草本植物的总含量下降了95%以上，进一步证实了LePGT1确实是控制紫草合成的主要PGT基因。本研究报道的紫草参考基因组的进化起源分析及提供的紫草本生物合成为紫草特殊代谢产物的进化研究提供了新的线索，对紫草生物合成途径未知部分的分析具有重要的指导意义。
图2 正交组OG0000509中苯基转移酶同系物的系统发育分析。
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https://www.nature.com/articles/s41438-020-0301-9
关于园艺研究
《园艺研究》是南京农业大学与《自然》出版集团（现为施普林格《自然》）合作创办的英文期刊，是《自然》杂志在园艺领域唯一的特刊。所有关于园艺作物的基础和理论研究都可以做出贡献。园艺研究 Cory Vienn JCR2018 影响因子：3.640，位于园艺区1（3/36th）和植物科学1st（32/228th）。2019年中国科学院期刊社（基础版）：位于园艺子类一、植物科学子类一、农林科学类一（Top期刊）。