于国度天然科学基金等项目资助下，中国科学院华南植物园副研究员王新风、研究员颜海飞团队与杭州西溪国度湿地公园高级工程师张巧玲团队互助，乐成展现了蔷薇科水杨酸生物合成通路的演化机制。相干结果近日发表在《园艺研究》（Horticulture Research）。
水杨酸是植物免疫及勒迫相应中的焦点植物激素，于调控生长与防备衡量中阐扬要害作用。只管最近几年来苯丙氨酸解氨酶介导的水杨酸生物合成路子于生化层面取患上主要进展，但其于差别植物类群中的进化动态仍缺少体系熟悉。绣线菊属植物作为自然水杨酸的最早来历之一，于水杨酸代谢研究中具备主要意义，但持久缺少高质量参考基因组，制约了相干研究的深切开展。
蔷薇科水杨酸生物合成通路的进化阐发。研究团队供图，下同 研究团队以中华绣线菊为研究对于象，构建了其染色体程度高质量参考基因组，并整合比力基因组学、转录组学和靶向代谢组学数据，体系解析了蔷薇科水杨酸生物合成通路的演化机制。体系发育阐发注解，中华绣线菊位在蔷薇科李亚科，并于约5780万年前与其他类群发生分解。进一步研究发明，染色体断裂与交融事务以和谱系特异性全基因组复制（WGD）配合驱动了蔷薇科核型布局的多样化。
研究成果注解，苯丙氨酸解氨酶介导的路子是蔷薇科水杨酸生物合成的主导路径，并于进化上高度守旧。于李亚科物种中，该通路重要经由过程WGD扩张；而于蔷薇亚科中，则由WGD与小标准复制（SSD）配合驱动。来历在WGD的基因遍及具备优良的共线性并维持不变高表达，而SSD来历的基因则体现出共线性降低及表达模式差异，反应出复制后的调控分解与亚功效化历程。
蔷薇科物种全基因组表达模式和水杨酸生物合成通路相干酶谱阐发。 转录组阐发进一步显示，苯丙氨酸解氨酶路子相干基因于差别构造中具备显著的表达差异；代谢组（UPLC-MS/MS）阐发注解，中华绣线菊中水杨酸含量出现较着梯度漫衍：枝条最高（606-1038 ng/g FW），叶片次之（183-432 ng/g FW），而花中最低（42-56 ng/g FW），注解水杨酸于养分器官与生殖器官中均存于活跃合成。
综上，基因组进化动态与转录和代谢调控的协同作用配合驱动了水杨酸生物合成通路的演化与功效分解，形成“焦点不变、外围矫捷”的调控系统。
该研究从基因组布局、基因复制、表达调控和代谢堆集等多层面体系展现了植物激素合成通路的演化机制，为理解植物免疫与情况顺应提供了新视角，也为蔷薇科果树及不雅赏植物的抗病份子育种提供了主要理论依据。
相干论文信息：https://doi.org/10.1093/hr/uhag108
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