HTH华体会来源于忍冬科植物忍冬（Lonicera japonica）的干燥花蕾或带初开的花，具有清热解毒、疏散风热的功效，为大宗常用中药。时珍曰：“其花长瓣垂须，黄白相半，而藤左缠，故有金银、鸳鸯以下诸名”。金银花面临种质退化、花期短、产量低等问题，市场供不应求，其花色调控、品质形成等分子机制研究备受关注，但进展缓慢，亟需破译金银花基因组、加快分子遗传育种进程，为提升药材品质奠定基础。
中国医学科学院药用植物研究所本草基因组协同创新团队首席专家宋经元研究员课题组，联合国内外多家单位，首次破译忍冬科植物金银花染色体水平基因组。应用多组学及分子生物学手段探究金银花花色变化的分子机制，为金银花品质形成分子机制研究及分子辅助优良新品种选育等提供重要理论支撑。相关研究成果以The honeysuckle genome provides insight into the molecular mechanism of carotenoid metabolism underlying dynamic flower coloration为题发表在New Phytologist杂志上。
金银花基因组杂合度极高（1.27%），团队基于二代测序平台（Illumina）和三代测序平台（Oxford Nanopore Technologies）构建高质量金银花基因组，组装基因组大小为843.2 Mb（Contigs N50~2.1 Mb）。采用Hi-C技术搭建金银花染色体水平基因组（2n=18），注释到33,939个蛋白编码基因。通过基因组进化及比较基因组分析揭示金银花基因组与菊目植物分化后发生一次特有的全基因组复制（WGD）事件。研究发现金银花类胡萝卜素合成及代谢相关基因如编码八氢番茄红素合成酶（PSY）、类胡萝卜素裂解双加氧酶（CCD）等的进化与该WGD事件相关。金银花为川续断目的模式物种，该研究解码川续断目植物第一个基因组，将为该目植物形成及物种进化提供重要参考。
研究团队对金银花不同花期的转录组及化学分析揭示金银花花色变化与类胡萝卜素含量变化密切相关。叶黄素与β-胡萝卜素为其中的主要类胡萝卜素类化合物。研究发现类胡萝卜素合成途径相关基因在金银花黄花期显著高表达HTH华体会，与类胡萝卜素类化合物的积累一致。鉴于类胡萝卜素物质的代谢与植物器官呈现的颜色关系密切，如柑橘、菊花的色素代谢等，该研究基于基因组筛选与金银花花色变化相关的CCD基因（LjCCD1b和LjCCD4），通过体外酶活等阐明了其裂解叶黄素与β-胡萝卜素的分子机制。此外，在金银花基因组也发现三个不同的染色体区域编码微小RNA（MIR2911），该微小RNA可直接结合流感病毒A实现跨界调控HTH华体会，可能是金银花抗流感病毒A的新型活性分子。该研究对于金银花花期调控HTH华体会、药材品质形成机制及分子遗传育种等具有重要科学意义，将推动中药基因组数据库建设及本草基因组学科发展。
中国医学科学院药用植物研究所博士生浦香东为论文第一作者，徐志超副研究员和宋经元研究员为通讯作者。中国中医科学院中药研究所、美国爱荷华州立大学及比利时根特大学的相关研究人员为共同作者。该研究得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、中国医学科学院医学与健康科技创新工程等项目资助。