近日，昆明理工大学以李一果为第一作者、李昆志为通信作者在3Biotech发表题为“De novo RNA sequencing and analysis reveal the putative genes involved in diterpenoid biosynthesis in Aconitum vilmorinianum roots”的文章，揭示黄草乌生物碱合成的分子机制。
黄草乌（Aconitum vilmorinianum）是乌头属植物中一种重要的药用植物，目前，黄草乌的研究主要集中在化学成分和药理作用。黄草乌化学成分研究发现黄草乌中二萜类生物碱有40多种，其中滇乌头碱、黄草乌碱甲、草乌甲素等二萜类生物碱，具有祛风除湿、温经止痛、解毒消肿、散寒活血、抗抑肿瘤等功效。黄草乌是云南白药、草乌甲素片等多种著名中成药的主要原料。
黄草乌的二萜生物碱即是主要的药效成分，也是主要的毒性物质，黄草乌的根是这些代谢物的聚集部位，也是药用部位，但其生物碱的生物合成机制尚不清楚。作者通过黄草乌根形成初期、中期和末期进行转录组测序和从头组装，产生了59.39gb clean bases，组装成119660个Uingene，注释了69978个Uingene（58.48%）。
获得了参与二萜生物碱合成的27种基因（139个候选基因），包括萜类骨架合成的MVA（mevalerate）、MEP（methyl erythritol phosphate）途径、FDP（farnesyl diphosphate）调节途径和二萜支架合成途径的编码基因。鉴定了参与修饰二萜生物碱12个CYP450s基因。
发现了调控MVA代谢途径中关键酶基因HMGR (hydroxymethylglutaryl-CoA reductase)的miR6300。分析了与二萜合成的bHLH、AP2/EREBP和MYB等转录因子。这项研究工作通过对黄草乌根转录组和代谢分析，发现了黄草乌二萜生物碱合成的基因和相关的因子。
鉴定出119660个unigenes，注释了69978个Uingene，阐明了黄草乌二萜类生物碱生物合成的代谢途径，获得了参与黄草乌二萜类生物碱生物合成的27种酶基因（139个候选基因），鉴定了与二萜生物调控的转录因子、MicoRNA和CYP450基因。
这些结果不仅为今后黄草乌二萜类乌头碱生物合成候选基因的功能鉴定奠定了基础，而且对乌头属及其他植物二萜生物碱合成的分子机制和代谢途径研究提供科学的依据。