【向红豆杉“取经”如何高效合成抗癌明星药】要想高效合成分子结构复杂的抗癌明星药紫杉醇，人类还得向珍惜濒危植物红豆杉“取经”。7月15日，中国农业科学院（深圳）基因组研究所（以下简称基因组所）和湖南农业大学等合作，于《自然—植物》在线发表了南方红豆杉染色体级别的高质量参考基因组，并全面解析了紫杉醇生物合成的遗传基础。
△ 难以为继：抗癌明星药高度依赖珍稀濒危植物
“植物大熊猫”红豆杉是我国一级珍稀濒危保护植物，还被全世界42个国家称为“国宝”。
图1：红豆杉果实
图2：南方红豆杉基因组特征与紫杉醇合成基因簇结构
由红豆杉产生的独特的二萜类化合物紫杉醇，上世纪60年代首次从红豆杉树皮中分离鉴定。1992年首款紫杉醇注射液上市。
目前，作为已知疗效最好的植物源明星抗肿瘤药物，紫杉醇能够特异性调控微管蛋白从而抑制肿瘤细胞的异常分裂增殖，被广泛应用于各种实体瘤的临床治疗，是癌症化学药物治疗的“主力军”。
据悉，紫杉醇的化学结构极其复杂，含有47个碳原子，11个立体中心，多个的手性中心和官能团，化学全合成的生产成本依然很高，难以满足工业化生产需要。现阶段，紫杉醇类原料药主要依赖人工种植的红豆杉植物提取和化学半合成。
“但是，紫杉醇在红豆杉中含量非常低，加之红豆杉生长十分缓慢，造成当前的紫杉醇供需矛盾。”基因组所研究员闫建斌告诉《中国科学报》，通过合成生物学和生物多组学等技术联用，开发高产紫衫醇的植物或微生物反应器，是降低紫杉醇生产成本和保护红豆杉自然资源的必由之路。
“但是，缺乏红豆杉基因组数据的指导，尚未完全解析紫杉醇生物合成通路，这些问题正制约着该领域的发展。”闫建斌说。
△ 成功组装南方红豆杉染色体级别基因组
全世界有11种红豆杉，在我国主要分布着中国红豆杉、南方红豆杉、东北红豆杉、云南红豆杉和曼地亚红豆杉。
基因组所研究员熊兴耀介绍，南方红豆杉主要分布于长江流域以南各省区，在我国南方省份多有分布，河南和陕西也有其身影。由于其紫杉醇含量较高，是人工种植红豆杉的主要物种之一。
该团队选取南方红豆杉的单倍型胚乳材料进行全基因组测序，成功组装了染色体级别的高质量参考基因组。
“红豆杉的基因组大且复杂，选取南方红豆杉的单倍型胚乳材料进行全基因组测序，可以避开复杂基因组的杂合片段，从而有效提升基因组组装质量。” 熊兴耀说。
同时，“团队在番茄和黄瓜上的多组学研究体系，为解析紫杉醇代谢通路提供了有力的工具。”基因组所研究员黄三文说。
研究发现，南方红豆杉基因组经历了一次古代的全基因组复制事件，并且其基因组中的重复序列经历了长期而连续的插入过程。
闫建斌解释说，“全基因组复制和重复序列连续插入现象的发现，在一定程度上解释了红豆杉在进化过程中基因组变大的原因。同时，在漫长的进化过程中，与其他裸子植物相比，红豆杉进化形成了独特的Gypsy和Copia转座子家族，从基因组角度体现了红豆杉作为‘植物大熊猫’的遗传独特性。”
△ 揭示紫杉醇生物合成遗传基础
不仅如此，红豆杉还进化出独有的紫杉醇生物合成相关基因家族。
“紫杉醇仅能在红豆杉中合成，这与其独特的基因家族有密切关系。”闫建斌说，该研究系统分析了紫杉醇合成相关基因的定位与协同表达调控，绘制了多个相关基因家族的位置图谱，特别揭示了细胞色素P450家族，尤其是紫杉醇合成相关P450亚家族（CYP725A）的基因组分布和调控规律。
“紫杉醇合成酶基因在基因组上是否存在协同分布和调控，此前一直未知。”闫建斌说，他们的研究进一步发现了紫杉醇合成相关基因在红豆杉染色体上存在聚集分布和受植物激素茉莉素协同调控的趋势，鉴定了红豆杉特有的CYP725A家族和首个紫杉醇生物合成基因簇由六个基因串联组成，并主要负责着催化紫杉醇生物合成的前两步。
中国科学院院士邓子新教授高度评价了该研究进展，从紫杉醇被发现开始，科学家们经过半个多世纪的研究，完成了对其构效关系、药物剂型、药物来源、临床应用、作用机制等方面的研究工作。如今，我国科学家完成南方红豆杉基因组测序和组装，为解决“红豆杉如何合成紫杉醇”的关键科学问题提供了重要基石。
“该项研究所发现的紫杉醇生物合成基因的分布与调控规律，基于多组学分析获得的候选基因，对于指导红豆杉遗传育种和种质资源的高效利用，具有重要意义；而且能够为我国的紫杉醇合成生物学生物制造提供生物数据保障，加快紫杉醇异源合成底盘的设计和开发，为下一步开发绿色环保、可持续生产的紫杉醇生物合成策略提供关键基础。”邓子新说。https://t.cn/A6fjHY4h
△ 难以为继：抗癌明星药高度依赖珍稀濒危植物
“植物大熊猫”红豆杉是我国一级珍稀濒危保护植物，还被全世界42个国家称为“国宝”。
图1：红豆杉果实
图2：南方红豆杉基因组特征与紫杉醇合成基因簇结构
由红豆杉产生的独特的二萜类化合物紫杉醇，上世纪60年代首次从红豆杉树皮中分离鉴定。1992年首款紫杉醇注射液上市。
目前，作为已知疗效最好的植物源明星抗肿瘤药物，紫杉醇能够特异性调控微管蛋白从而抑制肿瘤细胞的异常分裂增殖，被广泛应用于各种实体瘤的临床治疗，是癌症化学药物治疗的“主力军”。
据悉，紫杉醇的化学结构极其复杂，含有47个碳原子，11个立体中心，多个的手性中心和官能团，化学全合成的生产成本依然很高，难以满足工业化生产需要。现阶段，紫杉醇类原料药主要依赖人工种植的红豆杉植物提取和化学半合成。
“但是，紫杉醇在红豆杉中含量非常低，加之红豆杉生长十分缓慢，造成当前的紫杉醇供需矛盾。”基因组所研究员闫建斌告诉《中国科学报》，通过合成生物学和生物多组学等技术联用，开发高产紫衫醇的植物或微生物反应器，是降低紫杉醇生产成本和保护红豆杉自然资源的必由之路。
“但是，缺乏红豆杉基因组数据的指导，尚未完全解析紫杉醇生物合成通路，这些问题正制约着该领域的发展。”闫建斌说。
△ 成功组装南方红豆杉染色体级别基因组
全世界有11种红豆杉，在我国主要分布着中国红豆杉、南方红豆杉、东北红豆杉、云南红豆杉和曼地亚红豆杉。
基因组所研究员熊兴耀介绍，南方红豆杉主要分布于长江流域以南各省区，在我国南方省份多有分布，河南和陕西也有其身影。由于其紫杉醇含量较高，是人工种植红豆杉的主要物种之一。
该团队选取南方红豆杉的单倍型胚乳材料进行全基因组测序，成功组装了染色体级别的高质量参考基因组。
“红豆杉的基因组大且复杂，选取南方红豆杉的单倍型胚乳材料进行全基因组测序，可以避开复杂基因组的杂合片段，从而有效提升基因组组装质量。” 熊兴耀说。
同时，“团队在番茄和黄瓜上的多组学研究体系，为解析紫杉醇代谢通路提供了有力的工具。”基因组所研究员黄三文说。
研究发现，南方红豆杉基因组经历了一次古代的全基因组复制事件，并且其基因组中的重复序列经历了长期而连续的插入过程。
闫建斌解释说，“全基因组复制和重复序列连续插入现象的发现，在一定程度上解释了红豆杉在进化过程中基因组变大的原因。同时，在漫长的进化过程中，与其他裸子植物相比，红豆杉进化形成了独特的Gypsy和Copia转座子家族，从基因组角度体现了红豆杉作为‘植物大熊猫’的遗传独特性。”
△ 揭示紫杉醇生物合成遗传基础
不仅如此，红豆杉还进化出独有的紫杉醇生物合成相关基因家族。
“紫杉醇仅能在红豆杉中合成，这与其独特的基因家族有密切关系。”闫建斌说，该研究系统分析了紫杉醇合成相关基因的定位与协同表达调控，绘制了多个相关基因家族的位置图谱，特别揭示了细胞色素P450家族，尤其是紫杉醇合成相关P450亚家族（CYP725A）的基因组分布和调控规律。
“紫杉醇合成酶基因在基因组上是否存在协同分布和调控，此前一直未知。”闫建斌说，他们的研究进一步发现了紫杉醇合成相关基因在红豆杉染色体上存在聚集分布和受植物激素茉莉素协同调控的趋势，鉴定了红豆杉特有的CYP725A家族和首个紫杉醇生物合成基因簇由六个基因串联组成，并主要负责着催化紫杉醇生物合成的前两步。
中国科学院院士邓子新教授高度评价了该研究进展，从紫杉醇被发现开始，科学家们经过半个多世纪的研究，完成了对其构效关系、药物剂型、药物来源、临床应用、作用机制等方面的研究工作。如今，我国科学家完成南方红豆杉基因组测序和组装，为解决“红豆杉如何合成紫杉醇”的关键科学问题提供了重要基石。
“该项研究所发现的紫杉醇生物合成基因的分布与调控规律，基于多组学分析获得的候选基因，对于指导红豆杉遗传育种和种质资源的高效利用，具有重要意义；而且能够为我国的紫杉醇合成生物学生物制造提供生物数据保障，加快紫杉醇异源合成底盘的设计和开发，为下一步开发绿色环保、可持续生产的紫杉醇生物合成策略提供关键基础。”邓子新说。https://t.cn/A6fjHY4h
#泉城关注#【山钢集团将与中国宝武战略重组】7月15日，从山东省国资委获悉，为落实山东省钢铁产业规划，促进钢铁产业布局优化和结构调整，省国资委正在与中国宝武筹划对山钢集团战略重组事宜。
山钢集团与中国宝武战略重组的战略意义在于，一是深化落实党中央关于黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略、加强区域经济协同发展的务实举措，是山东钢铁产业战略规划实施、结构优化调整、转型升级的重大措施；二是有利于推动山东钢铁产业高质量发展，共建高质量钢铁产业生态圈；三是有利于山钢集团增强竞争优势，通过中国宝武进一步做强做优做大，助推山钢集团打造绿色智慧型城市钢企建设，构建具有国际竞争力的绿色低碳钢铁强企，助力我省提前实现碳达峰目标；四是有利于深化我省与中国宝武在新材料、智慧服务、资源环境等方面的合作，打造央地合作的样板。省国资委将全力支持、积极推进战略重组工作，实现优势互补、强强联合。
中国宝武是我国钢铁工业的优秀代表。目前注册资本527.9亿元，资产规模超过8600亿元，是国有资本投资公司试点企业。中国宝武以“成为全球钢铁业引领者”为愿景，以“共建高质量钢铁生态圈”为使命，积极打造以绿色精品智慧钢铁制造业为基础，新材料、智慧服务、资源环境、产业园区、金融等相关产业协同发展的格局。2020年，中国宝武实现营业收入6737亿元、利润455亿元，钢产量突破1亿吨，位列世界500强第111位，经营规模和盈利水平位居全球第一。
山东是经济大省，工业门类齐全，体系完整，是全国唯一拥有全部41个工业大类的省份。钢铁产业在我省工业体系中占有重要位置。山钢集团是我省重要国有骨干企业，注册资本111.93亿元，资产规模3736亿元。立足新发展阶段，山钢集团确立了“聚合资源、开放共享，构建安全高效钢铁产业生态圈；动能转换、创新治理，打造绿色智能行业发展新标杆”的发展战略。2020年，山钢集团营业收入突破2200亿元，利润77亿元，钢产量突破3100万吨，位列全国第7位。山钢集团在世界500强排位中名列第459位，综合竞争力评级连续三年稳居中国钢铁企业A+行列。
山钢集团与中国宝武战略重组的战略意义在于，一是深化落实党中央关于黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略、加强区域经济协同发展的务实举措，是山东钢铁产业战略规划实施、结构优化调整、转型升级的重大措施；二是有利于推动山东钢铁产业高质量发展，共建高质量钢铁产业生态圈；三是有利于山钢集团增强竞争优势，通过中国宝武进一步做强做优做大，助推山钢集团打造绿色智慧型城市钢企建设，构建具有国际竞争力的绿色低碳钢铁强企，助力我省提前实现碳达峰目标；四是有利于深化我省与中国宝武在新材料、智慧服务、资源环境等方面的合作，打造央地合作的样板。省国资委将全力支持、积极推进战略重组工作，实现优势互补、强强联合。
中国宝武是我国钢铁工业的优秀代表。目前注册资本527.9亿元，资产规模超过8600亿元，是国有资本投资公司试点企业。中国宝武以“成为全球钢铁业引领者”为愿景，以“共建高质量钢铁生态圈”为使命，积极打造以绿色精品智慧钢铁制造业为基础，新材料、智慧服务、资源环境、产业园区、金融等相关产业协同发展的格局。2020年，中国宝武实现营业收入6737亿元、利润455亿元，钢产量突破1亿吨，位列世界500强第111位，经营规模和盈利水平位居全球第一。
山东是经济大省，工业门类齐全，体系完整，是全国唯一拥有全部41个工业大类的省份。钢铁产业在我省工业体系中占有重要位置。山钢集团是我省重要国有骨干企业，注册资本111.93亿元，资产规模3736亿元。立足新发展阶段，山钢集团确立了“聚合资源、开放共享，构建安全高效钢铁产业生态圈；动能转换、创新治理，打造绿色智能行业发展新标杆”的发展战略。2020年，山钢集团营业收入突破2200亿元，利润77亿元，钢产量突破3100万吨，位列全国第7位。山钢集团在世界500强排位中名列第459位，综合竞争力评级连续三年稳居中国钢铁企业A+行列。
赵家庄村
——中北大学材料科学与工程学院
中北大学心系脱贫暑期实践团第三天
2021年7月13日，中北大学心系脱贫暑期实践团来到实地村庄考察第二站——赵家庄村。
根据实践团前期调查，赵家庄村地处繁峙县繁城镇东部的赵庄河流域，位于恒山支脉铁吉岭脚下和美丽的滹沱河北畔，全村现有耕地5120余亩，人口367户、1036人。之前有贫困户8户16人，现已全部脱贫。2011年该村荣获全省“一村一品”20面红旗之一称号；2014年跻身全国“一村一品”示范村镇行列，2016年荣获全省优秀基层党组织，是繁峙县近年来精心打造的一个优秀的旅游景点。
上午九点，实践团对赵家庄村书记兼主任闫智材进行访谈。闫书记热情地向实践团介绍赵家庄村的一大特色——白水大杏。白水大杏是赵庄村独有的资源。经过多年的发展，白水大杏不仅成为了该村的支柱产业，也为赵庄村发展旅游业带来了新的生机。实践团对带动赵家庄村经济发展的白水大杏产业进行详细访问，其中雷心鸣同学问道，赵家庄村主导产业的具体发展和相关政策的实施情况。闫智材书记详细解答，围绕县委、县政府的整体规划，繁城镇把一村一品作为脱贫攻坚的主导产业，充分利用赵庄村得天独厚的气候资源和全国“一村一品”示范村的优势，用足、用活县委、政府发展林果业的奖补政策，通过“专业合作社经营—品牌营销—产品研发深加工”等模式，带领区域内15个村的群众大力发展白水杏、仁用杏生态林果产业。2017年白水大杏销售额达到2100万元，成为了区域内名副其实的主导脱贫产业。闫书记强调，正因为销售白水杏、树苗、杏干等农特产品及外出务工，2019年度农民人均可支配收入达到15000元。同时闫书记热心地为实践团的同学们清洗了一篮白水大杏请同学们品尝。实践团的成员们也纷纷表示白水大杏个大形圆、皮薄肉厚、味甜醇香。
为更深入了解赵家庄村的具体发展情况及措施，队长赵庆伟向闫书记问道，引领赵家庄村经济发展的另一个支柱产业——旅游业的发展情况，以及政府是如何支持和补贴旅游产业的发展。闫书记介绍道近年来，在各级的党委、政府的大力支持下，村两委班子通过上级财政1000万元奖补资金的带动，整合全县4920万元涉农资金，并通过PPP模式引进北京慈云广告传媒3亿元的资金，在白水杏四季大棚采摘园、山体绿化、农家乐等项目上做文章，努力打造生态文化旅游新品牌。连续12年举办了“大杏节”；连续两年举办了“滹源原生态、佛国杏花村”原生态产品宣传活动。同时张佳琳同学问道，在发展过程中生态环境和人民居住环境是否进行相应改善，闫书记答道，为进一步改善人居环境，以整村提升工程和“八道四治四建”行动为契机，建设文化生态，推进河道生态治理。先后硬化、亮化、绿化、美化大街2条、小巷51条，改造居民危旧房屋550间、残墙土壁5600平方米，新置公共卫生清洁垃圾桶、清运车，规范和清理粪堆、柴堆、土堆、石堆约330吨，整治污水坑、污水池等；规范改造农电网、宽带网、有线网2900多米。并改善文体休闲健身广场、新建绿色生态文化广场及粉刷文化广告宣传墙等。通过与闫书记的交谈，实践团深感赵家庄村的巨大变化，这些变化不是单一的，而是具体的、多方面的、整体的改变。这些变化离不开村级治理、村干部的兢兢业业、勤勤恳恳，更离不开党和国家为实现第一个百年奋斗目标、全面建成小康社会的决心与行动。
最后，实践团与闫书记约定于第二天跟随闫书记对赵家庄村的具体设施和产业生产情况进行参观。经过此次访谈，实践团对赵家庄村的发展有了全面认识，也深刻领悟脱贫攻坚与乡村振兴的有效衔接，推动农村农业现代化，建设美丽乡村的伟大理念。
——中北大学材料科学与工程学院
中北大学心系脱贫暑期实践团第三天
2021年7月13日，中北大学心系脱贫暑期实践团来到实地村庄考察第二站——赵家庄村。
根据实践团前期调查，赵家庄村地处繁峙县繁城镇东部的赵庄河流域，位于恒山支脉铁吉岭脚下和美丽的滹沱河北畔，全村现有耕地5120余亩，人口367户、1036人。之前有贫困户8户16人，现已全部脱贫。2011年该村荣获全省“一村一品”20面红旗之一称号；2014年跻身全国“一村一品”示范村镇行列，2016年荣获全省优秀基层党组织，是繁峙县近年来精心打造的一个优秀的旅游景点。
上午九点，实践团对赵家庄村书记兼主任闫智材进行访谈。闫书记热情地向实践团介绍赵家庄村的一大特色——白水大杏。白水大杏是赵庄村独有的资源。经过多年的发展，白水大杏不仅成为了该村的支柱产业，也为赵庄村发展旅游业带来了新的生机。实践团对带动赵家庄村经济发展的白水大杏产业进行详细访问，其中雷心鸣同学问道，赵家庄村主导产业的具体发展和相关政策的实施情况。闫智材书记详细解答，围绕县委、县政府的整体规划，繁城镇把一村一品作为脱贫攻坚的主导产业，充分利用赵庄村得天独厚的气候资源和全国“一村一品”示范村的优势，用足、用活县委、政府发展林果业的奖补政策，通过“专业合作社经营—品牌营销—产品研发深加工”等模式，带领区域内15个村的群众大力发展白水杏、仁用杏生态林果产业。2017年白水大杏销售额达到2100万元，成为了区域内名副其实的主导脱贫产业。闫书记强调，正因为销售白水杏、树苗、杏干等农特产品及外出务工，2019年度农民人均可支配收入达到15000元。同时闫书记热心地为实践团的同学们清洗了一篮白水大杏请同学们品尝。实践团的成员们也纷纷表示白水大杏个大形圆、皮薄肉厚、味甜醇香。
为更深入了解赵家庄村的具体发展情况及措施，队长赵庆伟向闫书记问道，引领赵家庄村经济发展的另一个支柱产业——旅游业的发展情况，以及政府是如何支持和补贴旅游产业的发展。闫书记介绍道近年来，在各级的党委、政府的大力支持下，村两委班子通过上级财政1000万元奖补资金的带动，整合全县4920万元涉农资金，并通过PPP模式引进北京慈云广告传媒3亿元的资金，在白水杏四季大棚采摘园、山体绿化、农家乐等项目上做文章，努力打造生态文化旅游新品牌。连续12年举办了“大杏节”；连续两年举办了“滹源原生态、佛国杏花村”原生态产品宣传活动。同时张佳琳同学问道，在发展过程中生态环境和人民居住环境是否进行相应改善，闫书记答道，为进一步改善人居环境，以整村提升工程和“八道四治四建”行动为契机，建设文化生态，推进河道生态治理。先后硬化、亮化、绿化、美化大街2条、小巷51条，改造居民危旧房屋550间、残墙土壁5600平方米，新置公共卫生清洁垃圾桶、清运车，规范和清理粪堆、柴堆、土堆、石堆约330吨，整治污水坑、污水池等；规范改造农电网、宽带网、有线网2900多米。并改善文体休闲健身广场、新建绿色生态文化广场及粉刷文化广告宣传墙等。通过与闫书记的交谈，实践团深感赵家庄村的巨大变化，这些变化不是单一的，而是具体的、多方面的、整体的改变。这些变化离不开村级治理、村干部的兢兢业业、勤勤恳恳，更离不开党和国家为实现第一个百年奋斗目标、全面建成小康社会的决心与行动。
最后，实践团与闫书记约定于第二天跟随闫书记对赵家庄村的具体设施和产业生产情况进行参观。经过此次访谈，实践团对赵家庄村的发展有了全面认识，也深刻领悟脱贫攻坚与乡村振兴的有效衔接，推动农村农业现代化，建设美丽乡村的伟大理念。
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