記者從西安交通大學(xué)獲悉，最新一期《科學(xué)》雜志發(fā)表了該校葉凱教授課題組、英國約克大學(xué)伊恩·格拉漢姆院士團(tuán)隊(duì)、英國惠康基金桑格研究所寧澤民研究員共同合作題為“鴉片罌粟基因組及嗎啡喃的合成”的學(xué)術(shù)論文，首次公布鴉片罌粟的高質(zhì)量全基因組序列和組裝分析結(jié)果，揭示其進(jìn)化歷史上主要加倍和重排事件，闡明嗎啡類生物堿合成基因簇的進(jìn)化歷史，為進(jìn)一步開發(fā)鴉片罌粟藥用價(jià)值，揭示罌粟科乃至早期雙子葉植物進(jìn)化歷史奠定了基礎(chǔ)。

破解鴉片罌粟基因組是當(dāng)今科學(xué)界亟待破解的世界難題。由于鴉片罌粟的基因組存在大量（約70％）的重復(fù)序列，且經(jīng)歷了多次大規(guī)模的加倍和重排事件，使得解析該基因組異常困難。葉凱教授團(tuán)隊(duì)與英國團(tuán)隊(duì)合作，以英國本土鴉片罌粟植物為對象，歷時兩年多，首次在國際上完成了鴉片罌粟全基因組測序及高質(zhì)量組裝分析。同時，通過開發(fā)利用基因組深度挖掘算法及模型，首次發(fā)現(xiàn)鴉片罌粟合成止咳那可丁和鎮(zhèn)痛嗎啡類生物堿的15個基因在11號染色體上形成超級基因簇，該基因簇在根、莖部特異表達(dá)且共表達(dá)，從而能夠協(xié)同高效合成新的次生代謝物，而罌粟中最具藥效的嗎啡類生物堿和那可丁成分均屬于罌粟的次生代謝物。

通過研究，科學(xué)家們破譯了鴉片罌粟封存億萬年的基因密碼并揭示了合成嗎啡類次生代謝物的奧秘，對開發(fā)分子植物育種工具，培育新品種大有裨益。也可用于產(chǎn)生可靠、廉價(jià)、有效的止痛藥，造福人類。