北京时间2025年7月23日,浙江科学家在水杨酸合成机制研究方面取得重大突破,相关成果发表于《自然》杂志。浙江大学与浙江师范大学的科研团队破解了植物合成水杨酸的谜题,颠覆了该领域的传统认知,有望改写教科书,也为培育广谱抗病农作物提供了新方向。具体情况如下:浙江大学团队研究成果:浙江大学农业与生物技术学院潘荣辉研究员团队和园艺学科范鹏祥研究员团队合作,揭示了水稻中从苯甲酰辅酶A到水杨酸的酯化-羟化-水解(BEBT-BBH-BSE)三步酶联反应模块,打通了水稻水杨酸合成途径。团队发现,在水稻等绝大部分植物中,水杨酸很可能主要来源于苯丙烷通路。他们以CNL为“诱饵”,借助自主研发的AI工具,发现分布在植物细胞的过氧化物酶体、内质网和细胞质中的酰基转移酶、羟化酶和水解酶是水杨酸合成的关键合成酶。实验证明,苯甲酸并非水杨酸的直接前体,它必须先转化为苯甲酸苄酯,才能进入水杨酸合成途径。这一发现颠覆了主流假说,重写了植物水杨酸合成的经典理论。浙江师范大学团队研究成果:浙江师范大学张可伟团队联合美国布鲁克海文国家实验室等单位,完整阐述了水稻苯丙氨酸解氨酶(PAL)依赖的水杨酸(SA)生物合成途径,关键酶的亚细胞定位和分子进化。他们基于对SA敏感的生物化学发光系统建立水稻低SA突变体筛选体系,鉴定到参与PAL依赖SA生物合成过程中的关键成员OSD1、OSD2、OSD3和OSD4。研究表明,在过氧化物酶体中,肉桂酸经β-氧化途径生成BA-CoA,BA-CoA生成苯甲酸苄酯后,再经内质网定位的BB 2-羟化酶催化生成水杨酸苄酯,最后在胞质中水解生成SA。该研究还发现PAL依赖的SA合成途径在种子植物中高度保守,对于解析其他作物SA合成途径和抗病分子育种具有重要价值。
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