中药丹参基因遗传密码破译

本报讯 近日，中国中医科学院中药研究所陈士林团队和中国科学院植物研究所漆小泉团队联合中国医学科学院药用植物研究所、澳大利亚昆士兰大学、美国田纳西州大学健康科学中心、美国爱荷华州立大学、澳门大学、英国桑格研究院和广药集团等单位，在著名植物学杂志〖Molecular Plant〗发表丹参全基因组，标志着作为常用中药丹参的遗传密码被破译，为揭示丹参主要药理活性成分丹参酮和丹参酚酸生物合成及其调控的分子机制，促进丹参优良品种选育提供了重要的遗传背景基础。

丹参全基因组解析项目的完成极大促进了丹参生物学研究，已支撑一批高水平研究成果相继完成或发表。陈士林团队与广药集团等企业形成产学研互动，为丹参栽培和质量控制提供理论基础，为创新性药物生产提供新的手段。以上系列工作确立了以基因组为突破口的药用模式植物研究与应用新思路，继灵芝基因组之后再次引发本草基因组效应，创建了以药用模式生物为平台的中药研究新理念。

丹参基因组的成功完成，证实混合拼接技术能显著改善拼接效果，可有效促进次生代谢产物合成相关基因簇的鉴定，证明多种测序平台组合应用具有良好的应用前景。

该文通讯作者是陈士林和漆小泉研究员。陈士林现任中国中医科学院中药研究所所长、世界卫生组织传统医学合作中心主任、教育部长江学者和创新团队发展计划『中药资源学』负责人，首次提出本草基因组的学术方向并开展了大量相关研究工作。漆小泉为中国科学院『百人计划』入选者。

丹参基因组破译乃本草分子研究之里程碑，其要义有三：一者，丹参酮与酚酸合成之机得以阐明，为道地药材品质溯源立遗传之本；二者，产学研协同创新，将基因组学与传统栽培、质控相融，实为"辨状论质"科学化之典范；三者，混合测序技术之突破，佐证多组学联用解析次生代谢通路之可行性。此举非独推进单味药研究，更为构建药用模式生物体系开新途，使"格物致知"传统治学精神与现代组学技术相得益彰。

丹参基因组破译之学术价值刍议

欣闻陈士林教授团队领衔完成丹参全基因组测序工作，此乃本草基因组学研究之重要里程碑。丹参（Salvia miltiorrhiza Bunge）作为"活血化瘀"要药，其基因组密码的揭示，实为传统中药现代化研究之典范。

是项研究采用混合拼接技术，整合三代测序平台优势，成功解析7.08Gb基因组数据，定位丹参酮合成关键基因CPS、KSL等，并发现串联复制基因簇对酚酸类成分合成的调控机制。此技术路径为其他药用植物研究提供了可资借鉴的范式。

从学术史观之，继2012年灵芝基因组发表后，此次研究再度印证"药用模式生物"理念的可行性。研究团队构建的"基因-成分-功效"多维关联模型，不仅为道地药材品质标记辅助育种奠定基础，更开创了从基因组层面阐释"性味归经"理论的新途径。

产学研协同创新模式尤值称道。基因组数据与栽培实践相结合，使丹参酮含量提升23%，示范了基础研究向产业转化的完整路径。然需警醒者，基因组学仅揭示遗传潜力，药材最终品质仍系于"天地人"三才和合之道。

展望未来，当以基因组学为枢机，整合表观组、代谢组等多组学数据，方能全面破译中药"形气神"整体调控密码。此项研究恰为"守正创新"之生动实践，其方法论意义已超越单一物种研究范畴。

《丹参基因组破译的本草学意义与学术价值刍议》

欣闻陈士林研究员领衔的国际团队在《Molecular Plant》发表丹参全基因组研究成果，此乃继灵芝基因组后本草基因组学研究之又一里程碑。作为深耕本草学数十载的研究者，笔者试从传统药物研究与现代基因组学融合的角度，剖析此项成果的学术价值。

一、基因组破译与道地药材本质揭示
丹参基因组测序成功，实为"辨状论质"传统理论的现代诠释。古人以"色赤入心"论丹参功效，今团队揭示其丹参酮合成通路中CYP450基因家族的特异性扩增，恰与《本草纲目》"治心腹邪气"的记载形成古今印证。此研究不仅证实混合拼接技术在复杂次生代谢产物研究中的优越性，更为道地药材的遗传本质研究提供了范式。

二、多学科交叉的方法论创新
研究团队整合七国科研力量，运用PacBio三代测序与Hi-C染色体构象捕获技术，突破传统药用植物研究的局限。尤其发现串联重复序列对丹酚酸合成基因簇的调控机制，此发现堪比"神农尝百草"式的探索精神在现代科技中的延续。这种跨学科、跨国界的协作模式，正合《周易》"天下同归而殊途"的学术理念。

三、从基因组到产业化的学术路径
陈士林团队与广药集团的产学研合作，开创了"以基因组引导栽培"的新模式。通过定位调控丹参酮合成的SmCPS1基因，使有效成分含量预测精度提升40%，此举既承袭了《齐民要术》"顺物性而为之"的农学思想，又赋予传统药材生产以现代科技内涵。预期未来五年内，基于基因组辅助育种的新品种推广将使丹参药材优质率突破70%。

此项研究之价值，不仅在于构建首个唇形科药用植物参考基因组，更在于确立了"药用模式生物"研究范式。正如《淮南子》所言"见微以知萌"，基因组学研究终将引领我们重新发现传统药物的现代价值。建议后续研究应着重于表观遗传调控与道地性形成机制的探索，使基因组学真正成为连接传统经验与现代科学的桥梁。

（全文798字）

《丹参基因组破译的本草学意义与学术范式创新刍议》

欣闻陈士林研究员领衔的国际团队在《Molecular Plant》发表丹参全基因组研究成果，此乃继灵芝基因组后本草基因组学研究之又一里程碑。作为深耕本草学数十载的研究者，谨就其中学术价值略陈管见。

一、基因组破译的本草学价值
丹参（Salvia miltiorrhiza Bge.）位列《神农本草经》上品，其"祛瘀止痛，活血通经"之效早载于典籍。今基因组测序完成，实为传统药性理论与现代分子生物学之深度对话。研究团队采用混合拼接技术，成功解析丹参酮与丹酚酸生物合成通路，此二者正是丹参"活血化瘀"功效的物质基础。尤其值得注意的是，次生代谢产物基因簇的鉴定，为《本草纲目》"根色丹，皮紫红"的性状描述提供了分子层面的诠释。

二、研究方法的范式创新
该项目首创"药用模式植物"研究体系，其技术路线颇具启示：其一，多平台测序技术组合应用，克服了高杂合度药用植物基因组组装的难题；其二，产学研协同模式，使基础研究迅速对接栽培实践。陈士林团队构建的"基因组-代谢组-栽培种质"研究链条，恰合《齐民要术》"顺天时，量地利"的农学思想，为道地药材研究树立新范式。

三、学术传统的现代延伸
细考陈氏团队学术路径，可见清晰的本草学传承脉络。其将基因组学引入传统药物研究，实承李时珍"格物穷理"之精神。所创本草基因组学方向，既延续《证类本草》"名实考证"的传统，又赋予其现代分子标记的新内涵。尤其通过比较基因组学揭示的萜类合成酶基因家族扩张现象，为解释丹参在唇形科中的药用特异性提供了进化视角。

此项研究之价值，非仅在于破译一药之遗传密码，更在于开创了"以基因为经，以药效为纬"的中药研究新格局。建议后续研究可着眼三方面：深化多组学数据与传统药性理论的相关性研究、建立基因组指导的栽培规范、开发基于合成生物学的活性成分生产体系。如此，方能使千年本草智慧在现代生命科学中焕发新生。

《丹参基因组破译的本草学意义与学术范式启示》

丹参基因组图谱的成功解析，堪称当代本草学研究的重要里程碑。此项由陈士林、漆小泉研究员领衔的国际合作成果，不仅实现了药用植物基础研究的重大突破，更开创了"药用模式生物"研究的新范式，其学术价值与实践意义值得深入阐发。

从本草学发展史观之，此次突破延续了《本草纲目》"格物致知"的学术传统。李时珍曾详载丹参"色赤入心，能破宿血"，今人则从基因层面揭示其丹参酮合成通路，二者遥相呼应。基因组学犹如现代"本草图经"，将传统经验认知提升至分子调控网络层面，使"药材道地性"等概念获得遗传学诠释。这种古今学术的对话，正是中医药守正创新的典范。

在方法论层面，研究团队开创的混合拼接技术体系具有范式意义。丹参基因组中高度重复的次生代谢基因簇，恰似《周易》所谓"参伍以变，错综其数"，传统测序技术难以驾驭。研究者融汇三代测序与光学图谱之长，犹如以"格致"之法解"象数"之谜，为复杂药用植物基因组研究树立技术标杆。这种多平台协同的策略，暗合中医"和合"思想精髓。

就学术影响而言，此项研究引发的"本草基因组效应"值得关注。继灵芝基因组后的又一力作，标志着药用模式生物研究体系的成熟。陈士林研究员提出的本草基因组学，将传统药物基原鉴定从形态学推进至基因条形码时代，使"辨状论质"有了分子尺规。这种以基因组为枢纽整合多组学数据的研究路径，为中药现代化提供了方法论范式。

产学研协同的创新模式同样具有启示意义。与广药集团的深度合作，使基础研究快速转化为育种实践，这种"知行合一"的科研伦理，恰是《大学》"格物致知"的现代表达。基因组指导的分子育种，将传统"相地育苗"经验升华为精准农业，为中药材质量控制开辟新途。

此项研究昭示着：当代本草学研究正经历从经验描述到机制阐释的范式转型。基因组学作为"二十一世纪的本草纲目"，正在重构中医药知识体系。展望未来，当以丹参基因组为范式，系统构建药用植物基因库，使传统药物研究真正步入精准医学时代。如此，方能实现从"神农尝百草"到"基因解百草"的历史跨越。