近日，数据类期刊Scientific Data在在线发表了赵玉成教授团队的最新研究成果”Chromosome-level genome assembly of Cnidium monnieri, a highly demanded traditional Chinese medicine"，本课题组2023级硕士生王子璇和何佳鑫为本文的共同第一作者，赵玉成教授和陕西中医药大学徐顶巧副教授为本文通讯作者。

    蛇床（Cnidium monnieri）是伞形科（Apiaceae）一年生的草本植物，在中国、韩国、越南和日本广泛分布。果实为中药蛇床子，含有香豆素、挥发油、色原酮、三萜、苷类和糖类等多种化合物，其中，香豆素类化合物，如蛇床子素，是蛇床子发挥药理作用的主要成分。蛇床子具有燥湿祛风，杀虫止痒，温肾壮阳等功效，是传统常用中药。然而，目前对其遗传信息知之甚少，导致其不同产地香豆素含量/香豆素类型变异极大的形成机制还不能得到很好的解释。本文对中药蛇床进行了全基因组测序和基因组组装，得到了高质量染色体水平的基因组完成图谱，为后期探究蛇床道地性形成机制奠定基础。

1. 基因组测序与组装

作者以采自安徽省淮南市凤台县的蛇床为实验材料，使用Hifiasm组装软件，将HiFi reads组装到contig水平。然后利用juicer软件比对、3D-DNA软件进行Scaffolding，最终得到基因组大小为1210.23 Mb，Scaffold N50为83.14 Mb。Hi-C分析构建了10个假染色体，锚定到93.86%的C. monnieri基因组组装序列。

图1.蛇床的基因组特征。(i) 假染色体；(ii)基因密度；(iii) 重复序列密度；(iv) GC 含量；(v) 环状图中心的每条连线表示一对同源基因。

2.    基因组组装的评估

研究人员从连续型、完整性和正确性三个方面评估了组装的蛇床的基因组的质量。在连续性方面，Hi-C互作分析显示10条染色体之间存在明显的相互作用，这与报道的蛇床染色体数目一致。另外，93.86%的初步组装的基因组序列在10条染色体上有序定向，N50为83.14 Mb，表明该基因组具有较高的连续性。在完整性方面，研究人员使用Viridiplantae_odb10 database进行BUSCO评估，结果显示98.6%的蛇床基因是完整的，且BUSCO基因片段化和缺失分别仅占0.2%和1.2%。为了保证正确性，研究人员将所有reads利用BWA和minimap2比对到基因组上，结果高达99.73%。总的来说，基因组组装的质量具有较高连续性、完整性和正确性。

图2.蛇床基因组Hi-C互作图谱(分辨率250kb)。相互作用的强度由黄色(低)到红色(高)表示。

      该工作主要得到了陕西中医药大学省部共建秦药特色资源研究与开发国家重点实验室开放课题(SUCM-QM202202)、中央本级重大增减支项目“名贵中药资源可持续利用能力建设项目”(2060302)、安徽省大别山中医药研究院开放课题(TCMADM-2023-18)、云南省特色植物提取实验室开放研究课题(YKKF2023002)、陕西中医药大学科技创新人才体系建设计划项目（2023）的资助。

 原文链接：https://www.nature.com/articles/s41597-024-03523-6