文章信息
文章题目：Deciphering phenylalanine-derived salicylic acid biosynthesis in plants
期刊：Nature
发表时间：2025 年 7 月 23 日
主要内容：浙江大学潘荣辉团队联合范鹏祥团队在 Nature 期刊发表了题为“Deciphering phenylalanine-derived salicylic acid biosynthesis in plants”研究论文。该研究揭示了水稻从苯甲酰辅酶 A 到水杨酸的酯化-羟化-水解（BEBT-BBH-BSE）三步酶联反应模块，打通了水稻的水杨酸合成途径，并进一步证明了该模块在其他农作物中也是广泛保守的。
原文链接：
https://www.nature.com/articles/s41586-025-09280-9
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背景介绍
水杨酸（Salicylic acid，SA）早在 4000 多年前，就被人们在草药中用于消炎、镇痛，18 世纪首次从柳树皮中分离出来，基于它制成的阿司匹林（乙酰水杨酸）是人类历史上使用最广泛的药物。作为一种植物激素，水杨酸在植物免疫防御中起关键作用，植物通过异分支酸合成酶（ICS）和苯丙氨酸解氨酶（PAL）两条途径合成水杨酸，其中 ICS 途径已在拟南芥等多种植物中得到全面研究，但 PAL 途径的机制仍不完全清楚。
文章概述
潘荣辉团队基于前期对 CNL 功能的研究基础，结合团队在细胞器代谢功能研究方面的长期经验，运用基因共表达与蛋白生化技术，首次揭示了过氧化物酶体中的苯甲酰辅酶 A：苄醇苯甲酰转移酶（BEBT）能够催化苯甲酰辅酶 A 生成苯甲酸苄酯。通过同位素标记技术，研究人员颠覆性地证实苯甲酸苄酯才是水杨酸生物合成途径的关键中间体，而非传统认知中的苯甲酸。这一突破性发现打破了该领域 30 多年来关于苯甲酸直接羟化形成水杨酸的主流认知。明确水杨酸合成路径的关键节点后，研究团队通过共表达分析成功鉴定了苯甲酸苄酯羟化酶（BBH），填补了该领域羟化酶鉴定的空白。体外酶活实验显示，BBH 能够催化苯甲酸苄酯生成水杨酸苄酯。该羟化酶定位于内质网，BBH 功能缺失的突变体中水杨酸含量几乎为零，而外源施加水杨酸苄酯可恢复 BBH 突变体的水杨酸合成缺陷。随后，研究人员发现定位于细胞质的水杨酸苄酯水解酶（BSE）能够将水杨酸苄酯分解为水杨酸。通过构建了 BSE 功能缺失突变体，发现该突变体中水杨酸含量大幅下降。通过同位素示踪实验，进一步证实了 BBH 和 BSE 在水杨酸合成中的功能。研究团队在阐明水稻水杨酸（SA）合成通路后，进一步证实该途径对水稻抗稻瘟病菌的重要性。利用 VIGS 技术构建棉花、番茄和小麦的相关突变体，发现病原菌侵染诱导的 SA 合成在这些突变体中均受到显著抑制，同时 SA 信号通路下游抗病相关基因的表达水平也明显降低，证明了这一途径在这些重要作物中的功能保守性。在更广泛的不同植物中，新发现的 BEBT-BBH-BSE 模块均显著响应病菌，而拟南芥所在的十字花科是例外。
这些研究系统地揭示了 BEBT-BBH-BSE 级联反应模块在包括水稻在内等大部分农作物的水杨酸生物合成途径中的关键作用。该研究不仅阐明了长期悬而未决的植物苯丙氨酸起源的 SA 生物合成的直接反应机制，还证实了这一模块在多种植物中的保守性，为作物抗病育种提供了新的理论基础和潜在靶点。这项研究填补了植物关键防御激素生物合成领域的一项重大知识空白，为培育抗病作物的新策略奠定了基础。
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使用EasyScript® One-Step gDNA Removal and cDNA Synthesis SuperMix (AE311）产品发表的部分文章：
• Wang Y K, Song S Y, Zhang W X, et al. Deciphering phenylalanine-derived salicylic acid biosynthesis in plants [J]. Nature, 2025. (IF 48.5)
• Yu Y, Li W, Liu Y, et al. A Zea genus-specific micropeptide controls kernel dehydration in maize[J]. Cell, 2024.(IF 45.5)
• Zheng Q, Xing J, Li X, et al. PRDM16 suppresses ferroptosis to protect against sepsis-associated acute kidney injury by targeting the NRF2/GPX4 axis[J]. Redox Biology, 2024.(IF 10.7)
• Shi Q, Xia Y, Xue N, et al. Modulation of starch synthesis in Arabidopsis via phytochrome B‐mediated light signal transduction[J]. Journal of Integrative Plant Biology, 2024.(IF 9.3)
• Lin J L, Chen L X, Wu W K, et al. Single-cell RNA sequencing reveals a hierarchical transcriptional regulatory network of terpenoid biosynthesis in cotton secretory glandular cells[J]. Molecular plant, 2023.(IF 17.1)
• Lin J L, Fang X, Li J X, et al. Dirigent gene editing of gossypol enantiomers for toxicity-depleted cotton seeds[J]. Nature Plants, 2023.(IF 15.8)
• Song M, Yao H, Sun Z, et al. METTL3/YTHDC1-medicated m6A modification of circRNA3634 regulates the proliferation and differentiation of antler chondrocytes by miR-124486-5-MAPK1 axis[J]. Cellular & Molecular Biology Letters, 2023.(IF 9.2)
• Li N, Duan Y, Ye Q, et al. The Arabidopsis eIF4E1 regulates NRT1. 1-mediated nitrate signaling at both translational and transcriptional levels[J]. The New Phytologist, 2023.(IF 8.3)
• Sheng C, Zhao J, Di Z, et al. Spatially resolved in vivo imaging of inflammation-associated mRNA via enzymatic fluorescence amplification in a molecular beacon[J]. Nature Biomedical Engineering, 2022.(IF 26.8)
• Tang S, Guo N, Tang Q, et al. Pyruvate transporter BnaBASS2 impacts seed oil accumulation in Brassica napus[J]. Plant Biotechnology Journal, 2022. (IF 10.1)
• Wu K, Wang S, Song W, et al. Enhanced sustainable green revolution yield via nitrogen-responsive chromatin modulation in rice[J]. Science, 2020. (IF 45.8)
