倍半萜內(nèi)酯是菊科植物的特征性成分，也是其主要的藥用成分，具有較強(qiáng)的抗腫瘤活性，且在抵抗微生物病菌、防治血吸蟲和抗過敏活性方面具有較好的醫(yī)用價(jià)值。近年來已然成為國內(nèi)外研究的重點(diǎn)，而對(duì)倍半萜內(nèi)酯的生物合成機(jī)制研究甚少，因而研究倍半萜內(nèi)酯的生物合成途徑和挖掘合成途徑中的關(guān)鍵基因具有很重要的意義。

　　中國科學(xué)院武漢植物園天然藥物生物合成學(xué)科組博士研究生李緣君在研究員章焰生的指導(dǎo)下，以湖北武漢和貴州遵義的蒼耳為研究材料，分別建立了不同化學(xué)型蒼耳葉片及蒼耳腺毛(蒼耳中倍半萜內(nèi)酯合成和貯存的器官為表面的球狀腺毛)的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫，通過比較轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究，篩選并克隆了3條倍半萜合成途徑上的倍半萜合酶基因（XsTPS1-3），并進(jìn)行了功能分析。研究結(jié)果顯示XsTPS1主要催化合成germacrene D，XsTPS2催化生成guaia-4,6-diene，XsTPS3生成germacrene A；而且蒼耳中的XsTPS3的基因表達(dá)特性與其倍半萜內(nèi)酯積累特性高度相關(guān)，可證明其參與了蒼耳中倍半萜內(nèi)酯的生物合成。該研究對(duì)倍半萜合酶基因的挖掘?yàn)榻馕霰栋胼莆镔|(zhì)的生物合成路徑提供了分子證據(jù)，也為運(yùn)用合成生物學(xué)技術(shù)規(guī)?；铣商禺惐栋胼铺峁┝吮匾幕蛟４送?，在章焰生帶領(lǐng)下，武漢植物園天然藥物組與加拿大卡爾加里大學(xué)建立了合作關(guān)系，雙方就倍半萜內(nèi)酯合成下游關(guān)鍵酶基因挖掘的后續(xù)研究展開了合作，有望在不久的將來揭開倍半萜藥物合成的神秘面紗。

　　該研究獲得國家自然科學(xué)基金（NSFC Accession NO：31271341； 31370339）的資助，研究結(jié)果以Identification and functional characterization of sesquiterpene synthase from Xanthium strumarium 為題發(fā)表于Plant and cell physiology。