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背景

在芳香植物领域，基因水平上的研究相对其它植物要少得多，从截至年数据显示，我国已经完成全基因组测序的55种植物中，其中与芳香产业相关的植物仅有3种，分别是甜橙、栽培柑橘、巨桉树。近日，据中国热带农业科学院院科技处报道，中国热科院香饮所联合华中农业大学、马来西亚科学院等7家单位，绘制了我国胡椒栽培种“热引1号”染色体级别基因组图谱，揭示了胡椒碱生物合成的分子机理，该突破性的进展开创了芳香植物领域中在分子水平上对特征芳香物质成因研究的未来。

胡椒基因组信息

图片来源于中国热带农业科学院科技处报道

报道内容

青胡椒、白胡椒、黑胡椒

图片来源于网络

胡椒（Pipernigrum，2n=52）是木兰亚纲（Magnoliids）胡椒目（Piperales）胡椒科（Piperaceae）胡椒属（Piper）的热带木质藤本植物。胡椒素有“香料之王”、“黑色黄金”的美誉，在人类历史文明进程中占有独特地位。在中世纪的欧洲，胡椒是社会地位和财富的象征，价比金银，可作为货币流通，胡椒贸易路线的拓展促成了新航路开辟、地理大发现等重要历史事件。当前，胡椒广泛种植于热带、亚热带30多个国家和地区，已成为服务国家“一带一路”倡议的重要媒介作物。

研究团队结合PacBio三代测序、10XGenomics、基于直接标记和染色（DLS）的BioNano单分子光学图谱和Hi-C染色体交互捕获四种测序技术，实现了胡椒染色体级别的组装。基于21个典型物种的比较基因组和系统发育分析，确定了胡椒及其所在木兰亚纲的系统发育位置，即木兰亚纲与整个单子叶-双子叶互为姐妹关系，胡椒目与木兰目-樟目互为姐妹关系，且大约在-MYA（95%HPD）发生分歧。同时，进一步通过基因家族扩增、比较转录组和序列进化分析，揭示了胡椒最主要的功能物质胡椒碱生物合成的特异性，初步阐述胡椒碱生物合成分子机理。

意义及展望

本研究从基因水平上揭示了胡椒目与木兰目和樟目互为姐妹关系。

木兰目植物有3族，18属，约种，木兰科木兰属植物白玉兰，木兰科含笑属植物白兰花，番荔枝科依兰属植物依兰依兰、白樟科植物桂皮等；樟目包括樟科、腊梅科、金粟兰科等8科，樟属植物香樟、肉桂等，木姜子属山苍子（山胡椒、山鸡椒）。

胡椒

图片由中国热带农业科学院香料饮料研究所提供

木姜子/山胡椒/山鸡椒

图片来源于网络

左依兰依兰、右白兰

图片摄于年于兴隆热带植物园

从以上图片我们可以看到（植物学分类学将植物划分为界、门、纲、目、科、属、种），樟目樟属植物木姜子（山胡椒、山鸡椒）与胡椒目胡椒属植物胡椒在果实形态上的相似性；木兰科含笑属植物白兰花，番荔枝科依兰属植物依兰依兰的花朵在形态上的相似性。

而木姜子又叫山胡椒，这是人们从气味感受和生活经验中得到的名称，而从分子水平上确认它们在基因水平上具有近缘关系还属首次，这也是我们人类通过植物观察和经验总结得到验证的又一实例，该研究从基因水平上揭示了它们的近缘关系。

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在天然芳香植物研究领域，我们一直在探寻数据佐证和循证思考路径，于此同时我们对于气味的感受同样重要，它经由我们的感受，携带着丰富的印刻在我们基因里的对气味加工和储存的信息，需要我们去发现，去探索，去验证。

如果你有对于芳香产业的疑惑或问题，请与我们联系，因为我们拥有多年的技术服务经验及默默耕耘的科学家们、领先实践企业家们及拥有共同价值观的同行们与你同行，期待你的到来。

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