以托品烷生物碱（莨菪碱）为药效基础的植物曼陀罗和颠茄，在全世界有近两千年药用历史。目前，莨菪碱在临床上被广泛用于镇痛、麻醉、止痉挛等，具有较大市场。然而，其生物合成机制被相关科学家列为未被解决的科学问题。

　　“合成生物学”重点专项“基于植物底盘的药用植物活性成分研究及其应用”项目近期取得重要进展。中科院昆明植物所的团队报道了茄科植物中存在一类III型聚酮合酶，能利用丙二酰辅酶A（Malonyl-CoA）高效合成莨菪碱生物合成的关键中间体，解决了其基本骨架托品酮的形成机理。该研究不仅回答了上述科学问题，还发现了一种新类型III型聚酮合酶。100年前 Robinson先生（1947年诺贝尔化学奖获得者）的托品酮化学全合成，作为教科书中天然产物全合成的第一个案例，科学家们坚信其是仿生合成，阐释的合成机理与化学合成如出一辙。在此基础上，研究团队进一步阐明了将托品烷骨架代谢导向莨菪碱和东莨菪碱的糖基转移酶、海螺碱合酶和醛脱氢酶，实现了莨菪碱生物合成途径的完整解析，为基于合成生物学的托品烷药物的异源生产奠定了重要基础。