对Bniv_1380基因组进行系统注释，结果显示重复序列占61.19%，其中以MITE和LTR最为丰富。通过整合同源预测、de novo预测及转录组证据，共鉴定出25,853个基因，平均编码序列长度为3,098.7 bp，平均外显子数为4.89，外显子平均长度为280.7 bp。与野生青叶苎麻及栽培品种相比，本组装新增超过5,000个基因，编码序列和外显子长度分布略有差异。约90.52%的基因获得功能注释，同时预测出3,325个非编码RNA。

对14个物种的同源基因进行分析，本研究在Bniv_1380基因组中鉴定出36,767个基因家族，与野生及栽培苎麻相比，本组装中鉴定出774个扩展基因家族，其中纤维生长相关基因及至少113个参与生长素信号通路的基因呈现扩张趋势，功能富集分析显示这些基因显著富集于植物激素信号转导途径。染色体结构比较揭示三个品种间存在部分结构变异。系统发育分析表明，苎麻与草莓（Fragaria vesca）、枣（Ziziphus jujuba）及桑（Morus notabilis）亲缘关系最近，分化时间约为5-9百万年前，“1380”种质位于野生与栽培类型之间，说明其为未经过系统改良的地方品种。

图2 苎麻与近缘物种的系统发育及共线性分析

植物中绿原酸合成途径涉及四条主要代谢路线，关键基因包括PALs、C4Hs、4CLs、C3Hs和HCTs。这些基因在咖啡、菊花、金银花、杜仲和向日葵等植物中普遍存在且保持共线性，保障了绿原酸的高效合成；而部分藻类中则缺失这些基因。除4CL外，其余基因在不同植物间共线性较弱，可能与进化过程中的基因变动有关。苎麻中缺失HQT和HCGQT基因，限制了部分合成途径，但C4H基因发生扩张（共6个拷贝，其中5个属于扩张组），可能是其绿原酸含量较高的重要原因。这些关键基因起源于陆生植物，其中PALs与4CLs在被子植物中发生分化，导致不同植物的绿原酸合成能力存在差异。

图3 植物中保守绿原酸合成基因的发现与演化分析

本研究利用LC-MS/MS比较了苎麻叶和根的代谢差异，在正、负离子模式下分别检测到903和396种化合物。主要代谢物包括脂类及脂类相关分子、苯丙素类和多酮类、有机酸及其衍生物，其中脂类在根中占比更高。检测到的代谢物分别归属于14条和13条KEGG通路。PCA和PLS-DA分析显示，叶和根的代谢谱明显分离，表明二者代谢组成具有显著差异。通过筛选获得310个上调和522个下调的差异代谢物。根中原花青素A2和鸢尾黄素含量显著高于叶，而叶中补骨脂酚和欧当归内酯A含量高于根。这些结果说明苎麻代谢物具有明显的组织特异性。

图4 苎麻绿原酸代谢通路的关键代谢物

本研究进一步探讨了苎麻中绿原酸的生物合成机制。结果显示，根中绿原酸含量约为叶片的10倍，且相关前体与中间产物在根中积累更多。转录组分析发现，根和叶之间存在大量差异表达基因，其中涉及苯丙烷代谢及绿原酸合成的关键酶基因（如PAL、4CL、C4H、HCT、C3H）在根中表达更高。同时，调控这些基因的转录因子在根中也更为活跃，与代谢物积累趋势一致。尽管部分基因在叶中表达较高，但绿原酸仍在根中大量积累，可能与酶活性调控及细胞内物质区室化分布有关。实验进一步证实，关键酶C3H能够催化绿原酸前体转化为绿原酸，说明根部高效的酶促反应是其绿原酸高积累的核心原因。

图5 苎麻绿原酸的代谢通路与差异基因鉴定

本研究对苎麻种质“1380”进行了高质量基因组组装与注释。进化分析发现苎麻在纤维生长相关基因上呈现扩张趋势。代谢组学比较表明，苎麻根中绿原酸含量约为叶片的10倍，且相关合成关键酶在根中高表达，其中C4H基因扩张与C3H酶高活性是其主要原因。该研究不仅提供了苎麻高精度基因组图谱，更系统解析了其绿原酸高效积累的分子与代谢机制。