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浙大團隊闡明水楊酸合成通路 或將改寫過去理論
2025年07月25日 13:35:56
來源：化工儀器網 作者：小王 點擊量：684
近日，浙江大學農業與生物技術學院團隊首次完整解析了水稻、番茄、小麥、棉花等作物的水楊酸合成通路，推翻了此前《植物生理學》教材中所記錄的“水楊酸是由苯甲酸經未知羥化酶催化生成”的理論。
水楊酸是一種有機酸，廣泛存在于柳樹皮等植物中，具有脂溶性，同時具備抗炎、鎮痛作用，因此被廣泛應用于護膚品以及醫藥領域。從白柳樹皮、柳樹皮、楊樹皮等植物中提取，是目前人類獲得水楊酸的主要途徑之一。而我們熟悉的藥物阿司匹林則是在此基礎上，通過水楊酸進一步合成獲得的。
同時，對于植物本身而言，水楊酸承擔的是防御工作。當病原入侵，水楊酸會激活植物數百個防御基因，提升抗病能力。其原理自上世紀60年代起，便被寫入教材中。但時至今日，水楊酸在植物中的完整合成路徑卻依舊未被闡明，這一定程度上也成為了學術界迫切尋求解決的課題。
由于水楊酸會影響植物的抗病能力，因此探明其在植物內的完整合成路徑將有利于抗病作物育種研究的推進。而就在近日，相關研究獲得突破性進展。浙江大學農業與生物技術學院團隊首次完整解析了水稻、番茄、小麥、棉花等作物的水楊酸合成通路。
據悉，研究團隊以水稻為研究對象，通過基因篩選與AI輔助的多組學分析，發現合成過程中起到關鍵作用的酰基轉移酶、羥化酶和水解酶。這三個關鍵酶分別位于過氧化物酶體、內質網和細胞質中，形成一個代謝級聯，特異性地合成水楊酸。
事實上，這也推翻了此前《植物生理學》教材中所記錄的“水楊酸是由苯甲酸經未知羥化酶催化生成”的理論，證實了苯甲酸需先轉化為苯甲酸芐酯，方能進入水楊酸合成路徑。
值的一提的是，為了驗證了這一全新機制，團隊還通過基因敲除、同位素示蹤等手段進行了確定。研究發現，當水稻體內這3個酶被敲除后，水楊酸合成便會受阻。同時苯甲酸在這些敲除突變體中并不能轉化為水楊酸，因此可以確定苯甲酸并不是水楊酸的直接前體，這3個酶形成的代謝級聯特異性地在植物細胞中合成水楊酸。
作為研究的參與者，中國工程院院士喻景權認為，該研究破解了千年草藥和農作物中活性物質的合成之謎，是人類未來應對全球農作物病害挑戰的新的理論基礎和精密工具，有望為未來可持續農業發展提供重要助力。
目前相關的論文已經發表于《自然》上，感興趣的讀者可以自行查閱學習。
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