茶枝柑，主要分布于广东新会等地，其果皮制干即为中药“广陈皮”，含有多种生物活性成分。多甲氧基黄酮是广陈皮中关键的药用成分，目前尚不清楚其生物合成的遗传基础及调控机制。

5月11日，深圳华大生命科学研究院联合华南农业大学、中国药科大学、南京中医药大学，通过多组学技术破译了茶枝柑基因组的遗传图谱，揭示了多甲氧黄酮合成的潜在通路以及基因调控网络。研究提出了一种新的酶基因，该基因被证实能够直接合成具有抗肿瘤作用和抗神经炎症活性的多甲氧基黄酮化合物。该研究为“广陈皮”独特的药用成分形成及价值提供科学支撑，相关成果在《自然—通讯》发表。

茶枝柑基因组图谱 研究团队供图

从茶枝柑基因组中，研究团队鉴定出了47个高可信度，且与多甲氧基黄酮合成直接相关的甲氧基转移酶基因，主要分布在3号染色体和9号染色体上。

每年的9月至12月是茶枝柑果皮采收的季节，不同时间段采收的果皮制作出来的陈皮具有不同的功效。新会是“广陈皮”的道地产区，在这里，研究人员采集了茶枝柑不同发育时期的花、叶以及果实等组织进行转录组和代谢组测序研究，揭示了不同发育阶段多甲氧基黄酮合成和积累的变化规律。

不同发育时期的茶枝柑组织样本

在茶枝柑的不同组织中，研究人员共发现29种多甲氧基黄酮化合物，其相对含量的变化与不同发育阶段、不同组织中的甲氧基酶基因表达模式有关，并且大多数化合物的相对含量在花后200天的果皮中达到最高，说明该时间段是茶枝柑果实采摘的适宜期。

研究团队发现一种新的甲氧基转移酶基因CcOMT1，成功表征其活性，并证实该酶能够催化合成具有抗肿瘤活性的化合物，能够显著改变茶枝柑果皮中该化合物的含量。

此外，研究团队还发现了多甲氧基黄酮合成基因调控网络的核心转录因子。这些转录因子能够响应干旱、盐害等非生物胁迫，这些环境压力与茶枝柑的自然生长条件高度吻合。新会地区独特的地理位置，为茶枝柑的生长提供了特有的盐胁迫环境，这种环境条件对茶枝柑的生长发育和次生代谢产物的合成具有重要影响。

文章共同第一作者、深圳华大生命科学研究院副研究员王亚玉表示：“本次研究从‘基因挖掘—代谢物合成—转录调控’三个层次详细阐述了“广陈皮”活性成分多甲氧基黄酮的合成调控机制，为茶枝柑基因组辅助育种、活性成分工程化合成、药材质量保障及品质提升奠定了坚实的理论基础。”（来源：中国科学报 刁雯蕙）

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-024-48235-y