科技日报记者 江耘 通讯员 查蒙 何心怡
记者24日从浙江大学获悉，该校农业与生物技术学院、杭州国际科创中心潘荣辉研究员团队联合浙大农业与生物技术学院范鹏祥研究员团队首次完整解析了水稻、番茄、小麦、棉花等作物的水杨酸合成通路。这项研究重写了植物水杨酸合成的经典理论，也有望为未来培育广谱抗病农作物提供全新的“导航图”。相关论文日前发表在国际期刊《自然》上。
19世纪，人类首次从柳树中提取出了其止痛功效的关键成分——水杨酸，并将其进一步合成为药物阿司匹林。当病原入侵时，水杨酸会激活植物数百个防御基因，提升抗病能力。在《植物生理学》教材里，“水杨酸是由苯甲酸经未知羟化酶催化生成”这条源自20世纪60年代的理论，在近30年成为学界的主流认知。然而，水杨酸在植物中的完整合成路径长期未被阐明，极大限制了抗病作物育种的发展。
联合团队以水稻为研究对象，通过基因筛选与AI辅助的多组学分析，发现三个关键酶——酰基转移酶、羟化酶和水解酶。这三个关键酶分别位于过氧化物酶体、内质网和细胞质中，形成一个代谢级联，特异性地合成水杨酸。研究推翻了此前“苯甲酸直接羟化生成水杨酸”的主流假说，发现苯甲酸需先转化为苯甲酸苄酯，方能进入水杨酸合成路径。
联合团队通过基因敲除、同位素示踪等手段，验证了这一全新机制，并在水稻、小麦、番茄、棉花等多种作物中确认该通路的广泛性和保守性。中国工程院院士喻景权评价道，这项研究既像一次“分子考古”，也为人类未来应对全球农作物病害挑战提供了新的理论基础和精密工具。
（来源：中国农科新闻）
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