以下文章来源于JIPB ，作者JIPB
植物次生代谢产物不仅是其生长发育及逆境适应的物质基础，也是人类营养物质、能源和药物的重要来源。柑橘在世界范围内消费并提供广泛生物活性物质，对人类营养与健康成分摄入尤其重要。麦利他汀（Melitidin）是一种抗胆固醇合成的他汀类天然化合物，但其在植物中的生物合成尚未得到充分验证。
JIPB近日在线发表了罗杰课题组题为“Elucidation of the melitidin biosynthesis pathway in pummelo”的研究论文（https://doi.org/10.1111/jipb.13564）。该研究首次发现并完整解析了柚子中酰化黄酮糖苷—麦利他汀的代谢途径，并实现异源合成，不仅增加了我们对其代谢合成步骤的认识，也为合成生物学的应用提供了理论基础，以便人类能够更加高效的获得这类重要的天然药用代谢产物。
图. 柚子酰化黄酮糖苷麦利他汀合成途径的挖掘与功能验证
该研究综合利用基于代谢物的全基因组关联分析（mGWAS）、体外酶活力测定、植物稳定转化和烟草瞬时表达等多种手段定位并鉴定了麦利他汀代谢合成基因簇，主要包括UDP糖基转移酶CgUGTs, 鼠李糖转移酶Cg1,2RhaT和酰基转移酶CgATs，在烟草异源表达成功合成了麦利他汀，验证了其代谢合成潜力。另外，底物特异性分析表明CgATs对苦味黄酮糖苷具有特异性，自然变异分析表明酰基转移酶CgAT1启动子区变异主要决定了麦利他汀在柚子自然群体含量变异。最后，HMGR酶活力抑制实验结果表明，麦利他汀可能是一种有效的抗胆固醇他汀类候选药物，具有潜在医用价值。因此，研究不仅解析了柚子中重要生物活性物质麦利他汀的生物合成途径，而且为培育富含生物活性代谢物的柚子提供了遗传资源和关键分子标记，也为发现和利用柑橘等木本植物中对人类健康具有重要意义的生物活性成分提供了研究案例。
罗杰课题组长期从事作物绿色与营养关键代谢途径解析、调控机制及遗传改良方面的研究，在Cell、Nat Genetics、Nat Plants、Nat Commun、Mol Plant、PNAS等国际顶级期刊发表系列高水平研究论文，为作物品质调控和改良提供了新的基因和手段。近年来课题组利用正向遗传学手段鉴定了包括萜类（Zhan et al 2020）、苯丙烷类（Shen et al 2021；Fang et al 2021）、生物碱类（Zhu et al 2018；Yuan et al 2022）和黄酮类（本研究）在内的一系列次生代谢基因簇，拓展并深化了基因簇构成、种类及调控等方面的研究，并系统总结了多组学快速发展的时代下植物代谢基因簇的发现和发展历程、发掘和解析常用策略与方法及自然变异与演化情况（Zhan et al 2022）。
海南大学三亚南繁研究院博士后沈双欠和青年教师王守创为该论文的共同第一作者，崖州湾国家实验室/海南大学罗杰教授为通讯作者。华中农业大学徐强教授和德国马普所Alisdair R. Fernie教授团队等也参与了该项研究。该研究得到了国家重点科技发展计划、国家自然科学基金、海南省院士创新平台和中国博士后博新计划等项目资助。
参考文献：
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