Poppy genome reveals evolution of opiates The opium poppy has been a source of painkillers since Neolithic times. Attendant risks of addiction threaten many today. Guo et al. now deliver a draft of the opium poppy genome, which encompasses 2.72 gigabases assembled into 11 chromosomes and predicts more than 50,000 protein-coding genes. A particularly complex gene cluster contains many critical enzymes in the metabolic pathway that generates the alkaloid drugs noscapine and morphinan. Science, this issue p. 343 The opium poppy genome reveals gene duplication, rearrangement, and fusion events that led to morphine production. Morphinan-based painkillers are derived from opium poppy (Papaver somniferum L.). We report a draft of the opium poppy genome, with 2.72 gigabases assembled into 11 chromosomes with contig N50 and scaffold N50 of 1.77 and 204 megabases, respectively. Synteny analysis suggests a whole-genome duplication at ~7.8 million years ago and ancient segmental or whole-genome duplication(s) that occurred before the Papaveraceae-Ranunculaceae divergence 110 million years ago. Syntenic blocks representative of phthalideisoquinoline and morphinan components of a benzylisoquinoline alkaloid cluster of 15 genes provide insight into how this cluster evolved. Paralog analysis identified P450 and oxidoreductase genes that combined to form the STORR gene fusion essential for morphinan biosynthesis in opium poppy. Thus, gene duplication, rearrangement, and fusion events have led to evolution of specialized metabolic products in opium poppy.

中文翻译：

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罂粟基因组和吗啡喃生产

罂粟基因组揭示鸦片制剂的进化 罂粟自新石器时代以来一直是止痛药的来源。伴随而来的成瘾风险今天威胁着许多人。郭等人。现在提供罂粟基因组草图，其中包含组装成 11 条染色体的 2.72 gigabases，并预测超过 50,000 个蛋白质编码基因。一个特别复杂的基因簇包含代谢途径中的许多关键酶，这些酶可产生生物碱药物诺斯卡品和吗啡喃。科学，这个问题 p。343 罂粟基因组揭示了导致吗啡生产的基因复制、重排和融合事件。吗啡类止痛药来源于罂粟（Papaver somniferum L.）。我们报告了罂粟基因组草图，其中 2.72 gigabases 组装成 11 条染色体，contig N50 和支架 N50 为 1。分别为 77 和 204 兆碱基。同线性分析表明，大约 780 万年前的全基因组重复和发生在 1.1 亿年前罂粟科-毛茛科分化之前的古代节段或全基因组重复。代表 15 个基因的苄基异喹啉生物碱簇的邻苯二酚异喹啉和吗啡喃组分的同线块提供了对该簇如何进化的深入了解。旁系同源分析确定了 P450 和氧化还原酶基因，它们结合形成了罂粟中吗啡喃生物合成所必需的 STORR 基因融合。因此，基因复制、重排和融合事件导致了罂粟中专门代谢产物的进化。800 万年前和 1.1 亿年前罂粟科-毛茛科分化之前发生的古代节段或全基因组重复。代表 15 个基因的苄基异喹啉生物碱簇的邻苯二酚异喹啉和吗啡喃组分的同线块提供了对该簇如何进化的深入了解。旁系同源分析确定了 P450 和氧化还原酶基因，它们结合形成了罂粟中吗啡喃生物合成所必需的 STORR 基因融合。因此，基因复制、重排和融合事件导致了罂粟中专门代谢产物的进化。800 万年前和 1.1 亿年前罂粟科-毛茛科分化之前发生的古代节段或全基因组重复。代表 15 个基因的苄基异喹啉生物碱簇的邻苯二酚异喹啉和吗啡喃组分的同线块提供了对该簇如何进化的深入了解。旁系同源分析确定了 P450 和氧化还原酶基因，它们结合形成了罂粟中吗啡喃生物合成所必需的 STORR 基因融合。因此，基因复制、重排和融合事件导致了罂粟中专门代谢产物的进化。代表 15 个基因的苄基异喹啉生物碱簇的邻苯二酚异喹啉和吗啡喃组分的同线块提供了对该簇如何进化的深入了解。旁系同源分析确定了 P450 和氧化还原酶基因，它们结合形成了罂粟中吗啡喃生物合成所必需的 STORR 基因融合。因此，基因复制、重排和融合事件导致了罂粟中专门代谢产物的进化。代表 15 个基因的苄基异喹啉生物碱簇的邻苯二酚异喹啉和吗啡喃组分的同线块提供了对该簇如何进化的深入了解。旁系同源分析确定了 P450 和氧化还原酶基因，它们结合形成了罂粟中吗啡喃生物合成所必需的 STORR 基因融合。因此，基因复制、重排和融合事件导致了罂粟中专门代谢产物的进化。