近日，Horticulture Research在线发表了我校生命科学学院药用植物研究中心吴鸿教授团队联合北京大学现代农业研究院、北京协和医科大学药用植物研究所等单位合作完成的题为Natural Products of Medicinal Plants: Biosynthesis and Bioengineering in Post-Genomic Era 的重要综述。该综述总结了药用植物天然产物研究的最新进展，概述了新兴的生物科技对于相关研究和产业的驱动，并对未来药用植物生物学领域的研究趋势和前景进行了展望。
该综述重点对三类植物天然产物（酚类、萜类、生物碱）的生物合成通路研究成果进行了总结，概述了药用植物天然产物在人类文明发展历史中的应用，并介绍了具有抗病毒活性的植物天然产物在近年的新冠全球大流行中的重要作用。同时，该综述提出了植物天然产物研究的重点和难点问题，即对相关生物合成通路的解析，并对前、后基因组时代对该问题的研究策略进行了总结，以多个研究实例阐述了测序技术、数据分析技术对相关研究领域的推动作用。前基因组时代主要采用的研究方法是同位素标记和正向遗传学，这些研究主要关注鉴定编码某部分通路的单个基因。但由于完整通路的复杂性，这些研究往往不能解析通路组件和重建合成过程。随着后基因组时代的到来，越来越多药用植物的基因组、转录组、代谢组等数据得到采集和挖掘，高通量数据分析挖掘和实验验证结合的研究策略成为了解析植物天然产物合成通路、调控网络和演化规律的常规方法。此外，该综述还介绍了最新的生物工程技术对药用植物天然产物应用的重要变革。基因编辑技术的发展为精准育种和实现植物天然产物产业化生产提供了工具和基础，以微生物“细胞工厂”为基础的合成生物学技术则为植物天然产物的大量生产带来了更绿色、高效的新选择。
植物天然产物的生物制造工厂
北京大学现代农业研究院的郭立研究员、陈为凯助理研究员、北京协和医科大学药用植物研究所的姚辉研究员为论文共同第一作者，郭立研究员和吴鸿教授为论文共同通讯作者。西安交通大学的王戌梅教授、东北林业大学的徐志超教授、我校博士生叶鹏和张思胜参与了论文的完成。本论文研究得到了国家自然科学基金面上项目（31970317，32070368）、广东省重点研发计划（2020B020221001）和陕西省自然科学基金（2020JZ-05）的资助。
文图/生命科学学院