Mol Plant | 浙江师范大学张可伟教授团队破解植物水杨酸合成通路中间体苯甲醇的生物合成途径

本文围绕植物水杨酸（SA）合成通路中苯甲醇（BAlc）的生物合成途径展开研究。背景方面，苯甲醇在植物与环境互作中发挥重要作用，但其作为PAL依赖SA合成通路中的关键中间产物，具体合成机制此前尚不明确。研究目的旨在解析苯甲醇从苯甲酰辅酶A（Benzoyl-CoA）到苯甲醇的两步酶促反应，并探究其在单子叶与双子叶植物中的进化差异。研究团队通过同位素示踪、亚细胞定位、生化分析及遗传学实验，鉴定了水稻过氧化物酶体中的两个关键酶：OsCCR21（苯甲酰辅酶A还原酶，BCR）催化苯甲酰辅酶A生成苯甲醛，OsCAD6（苯甲醇脱氢酶，BAD）催化苯甲醛进一步还原为苯甲醇。基因敲除实验证实，这两个酶的功能缺失导致苯甲醛积累、苯甲醇和SA含量降低，并削弱水稻对白叶枯病菌的抗性。结论部分指出，该研究首次完整解析了植物苯甲醇合成的两部路径，并发现禾本科植物依赖BCR-BAD途径，而非禾本科植物（如牵牛）则使用BSα/β-BAD途径，揭示了进化上的保守性与多样性。这一发现填补了PAL-SA通路中的最后一环，为深入理解植物代谢、免疫调控及抗病作物设计提供了新的基因靶点和理论基础。