倍半萜內酯為菊科植物的特征性成分，這類成分在植物體內通常是微量合成，而且結構復雜，人工化學合成難度極大。以蒼耳素為例，其在植物體內的合成非常有限，以蒼耳全草的干重計算，含量大多只有萬分之幾。植物藥在天然宿主中的微量合成已經成為制約傳統植化技術制備天然藥物的一個關鍵瓶頸，在此背景下，天然化合物合成生物學研究已被列入國家戰略層面上的一個研究重點，合成生物學的興起為獲得這些結構復雜的倍半萜內酯類植物藥提供了嶄新的思路。然而，這項技術的關鍵前提是人們對植物藥合成途徑的解析與合成基因的挖掘。
倍半萜內酯成分主要合成于菊科植物組織表面的一層腺體細胞中，而這些腺體細胞在正常條件下是難以通過人體肉眼觀察到，需要借助顯微技術才能看到，這樣的合成特征在一定程度上限制了人們對倍半萜內酯成分代謝合成研究的探索。為了攻克這個難關，武漢植物園博士研究生李緣君在章焰生研究員的指導下，以湖北地區的蒼耳為研究材料，成功將腺體細胞從蒼耳植株中分離出來，然后以分離純化的腺體細胞為起始材料，分離了腺體細胞的核酸遺傳物質，與深圳華大基因公司合作，成功構建了蒼耳腺體細胞的轉錄組學數據庫，該數據庫包含了各種各樣倍半萜內酯成分合成基因。李緣君詳細地將該腺體細胞數據庫進行了分析梳理，鎖定了一些可能參與蒼耳素物質合成的關鍵細胞色素氧化酶基因。
蒼耳腺體細胞轉錄組學數據庫的構建，將為解析倍半萜內酯成分的生物合成機理打下了非常重要的基礎，尤其是蒼耳烷型倍半萜內酯，人們對該類化合物在植物體內如何合成的認識目前是一片空白。蒼耳腺體細胞該數據庫已公開發表在國際SCI雜志Frontiers in Plant Science, 數據庫序列也已經公開，為全世界所有對倍半萜內酯生物合成研究感興趣的科學家所共享。該項目受到中國國家自然科學基金的資助（31370339）。
圖：預測的蒼耳腺體細胞中參與蒼耳素合成的候選基因
