近日，《自然—通讯》发表了中国医学科学院药用植物研究所研究员陈士林、孙超课题组与美国、法国合作，关于基因组解析推动灵芝成为药用模式真菌的论文，该研究为揭示中药活性成分生物合成的分子机制，加速优质、高产灵芝优良品种的选育奠定了基础。

　　解析首个药用模式真菌

　　“传统中药的角度来说，这是首个药用模式真菌。” 该课题组成员孙超对《中国科学报》记者说，“我们在陈士林老师一个尊龙凯时重点项目和教育部创新群体的资助下，近年来针对药用植物如丹参、金钱草、银杏、西洋参等开展序列分析与鉴别研究，首先完成了灵芝的基因组框架图。”

　　灵芝是中医药宝库中的珍品，有“仙草”的美誉，它也是全球众所周知的一种药用大型真菌。因其药理活性得到广泛认可，被收录于《美国草药药典和治疗纲要》中。在《自然—通讯》以特别图片形式进行介绍后，《今日美国》也以《揭秘中国“仙草”基因组》为题报道了该研究成果。

　　现代药理研究表明，灵芝具有多种治疗活性，包括抗癌、抗高血压、抗病毒和免疫调节活性。灵芝生成了大量的生物活性化合物，迄今为止有超过400种不同的化合物被鉴别出来，使得这一真菌成为生产生物用途化合物的细胞“工厂”。

　　据孙超介绍，三萜类化合物和多糖是灵芝主要的两类药理活性化合物。除了生成这些生物活性化合物，灵芝还像其他的白腐担子菌一样，能够分泌有效分解纤维素和木质素的酶。这样的酶活性还在生物质利用、纤维漂白和有机污染物降解等方面具有应用价值。

　　生物学家通过对选定的生物物种进行科学研究，用于揭示某种具有普遍规律的生命现象，这种被选定的生物物种被称为模式生物。灵芝具有模式生物的鲜明特征：易于在实验室内培养和繁殖、世代短、子代多、遗传背景清晰、容易进行实验操作、对人体和环境无害。

　　随着生物学研究进入基因组时代，模式生物学研究策略受到更广泛的关注，某些物种基因组的测序完成通常也会推动该物种向模式生物发展。与酵母等低等真菌相比，灵芝具有更复杂的有性生殖世代和更明显的形态建成与分化；与高等药用植物相比，灵芝具有更小的基因组和更短的世代周期。此外，灵芝遗传转化体系成熟，化学成分清晰，使其成为研究中药活性成分合成与调控的理想模式物种。

　　中药研究走向生科前沿

　　“我们在进行灵芝基因测序和分析中，发现一些有效成分，可能是代谢基因。”孙超说，“这只是为合成药理活性化合物奠定前期研究基础，提供些基础数据，合成中药活性成分并应用于临床还需要做大量工作。”

　　据介绍，在该研究中，中国医学科学院药用植物研究所与美国田纳西大学健康科学中心、美国威斯康星大学麦迪逊分校、法国埃克斯—马赛大学、中国中医科学院、美国国家综合进化研究中心等机构的学者合作，组建了一支国际化研究团队，对灵芝基因组图谱进行全面解析，探讨灵芝药用活性物质的合成途径及其调控机制，并提出将灵芝作为中药有效成分生物合成研究的药用模式物种。

　　“我们主要进行了灵芝基因测序和组装，并和合作伙伴一起，进行了后期数据分析。”孙超说。

　　该团队利用新一代测序和光学绘制方法对单倍体核细胞的灵芝菌株进行了全基因组测序和组装，获得了灵芝的全基因组图谱。通过序列分析，揭示了一连串令人印象深刻的基因，这些基因编码了细胞色素、转运蛋白和调节蛋白等协同参与次级代谢的蛋白质。该基因组还编码了在所有测序担子菌中最丰富的一套木材降解相关酶。该团队鉴别出多个基因簇，发现了78个与羊毛固醇合酶共表达的基因，它们可能在三萜系化合物生物合成中发挥了作用，这些有助于阐明这一药用真菌中各种次级代谢物合成的分子机制。

　　灵芝基因组精细图的完成将加强灵芝在次生代谢产物合成与调控、次生代谢与发育相关性等研究领域的模式作用，推动中药有效成分生物合成研究走向快速发展。灵芝模式物种的确立会促进我国中药学研究与现代生物学研究的进一步结合。这标志着中药研究正逐步走向生命科学前沿。