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　　萜類化合物是植物中種類最多、化學(xué)結(jié)構(gòu)變化最為豐富的一類天然產(chǎn)物，在植物生長發(fā)育、適應(yīng)環(huán)境脅迫特別是抵御病蟲害方面發(fā)揮著重要作用，同時(shí)還具有重要的經(jīng)濟(jì)和藥用價(jià)值（如抗瘧疾藥物青蒿素、抗腫瘤藥物紫杉醇、保健品胡蘿卜素、甜味劑甜菊苷和羅漢果苷、昆蟲拒食劑印楝素、植物激素赤霉素、脫落酸和獨(dú)腳金內(nèi)酯等）。植物中的萜類化合物主要包括單萜（C₁₀）、倍半萜（C₁₅）、二萜（C₂₀）、三萜（C₃₀）、四萜（C₄₀）等，分別通過甲羥戊酸（MVA）途徑和2-C-甲基-D-赤蘚糖醇-4-磷酸酯（MEP）途徑生成。二倍半萜（C₂₅）為萜類化合物中的一個(gè)重要亞類，由5個(gè)異戊二烯單元組成，結(jié)構(gòu)新奇復(fù)雜，生物活性多樣，是植物次生代謝產(chǎn)物中的一個(gè)新類群，廣泛分布于地衣、藻類、蕨類、單子葉和雙子葉植物中，包括重要糧食作物小麥和馬鈴薯，但其生物合成途徑及起源尚屬未知。 

　　中國科學(xué)院昆明植物研究所黎勝紅課題組多年來致力于植物二倍半萜的化學(xué)多樣性、生物功能及生物合成等研究。該課題組前期研究從兩種喜馬拉雅特有的唇形科植物米團(tuán)花（Leucosceptrum canum）和火把花（Colquhounia coccinea var. mollis）的腺毛中發(fā)現(xiàn)了兩類新奇骨架（分別命名為米團(tuán)花烷和火把花烷）的二倍半萜，具有重要的防御植食性昆蟲和植物病原真菌的功能（Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49: 4471-4475；Org. Lett. 2013, 15: 1694-1697），進(jìn)一步深入研究從該兩種植物中發(fā)現(xiàn)了100余個(gè)結(jié)構(gòu)高度變化的拒食活性二倍半萜（Org. Lett. 2011, 13: 1864-1867; Org. Lett. 2012, 14: 5768-5771; Org. Lett. 2014, 16: 6416-6419; Phytochemistry 2013, 86: 29-35; Tetrahedron Lett. 2013, 54: 235-237）。最近，黎勝紅課題組與中科院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所王國棟組、德國馬普化學(xué)生態(tài)研究所Jonathan Gershenzon組以及昆明植物所孫桂玲博士等合作，綜合運(yùn)用植物化學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、分子生物學(xué)、生物化學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、生物信息學(xué)等技術(shù)對植物二倍半萜的生物合成途徑進(jìn)行了系統(tǒng)研究。從大型木本和有色花蜜植物米團(tuán)花的腺毛中成功克隆并功能鑒定了一個(gè)二倍半萜生物合成途徑的關(guān)鍵酶 ？ 香葉基法尼基焦磷酸酯合成酶（GFDPS），能夠特異性地催化二倍半萜C₂₅直鏈前體GFDP的生成，并發(fā)現(xiàn)植物二倍半萜的生源途徑是定位于質(zhì)體中的MEP途徑。此外發(fā)現(xiàn)茉莉酸甲酯能夠誘導(dǎo)米團(tuán)花中GFDPS的表達(dá)和二倍半萜的積累，同時(shí)提高植物的抗蟲防御功能。進(jìn)化分析發(fā)現(xiàn)植物GFDPS可能起源于正選擇（環(huán)境脅迫）下GGDPS（二萜C₂₀直鏈前體GGDP的合成酶）的復(fù)制和新功能化。該研究首次揭示了植物二倍半萜的生物合成途徑及起源，填補(bǔ)了國際上對植物萜類生物合成途徑認(rèn)識的缺失，為進(jìn)一步深入研究二倍半萜在植物體內(nèi)的生物合成與調(diào)控、生物功能及其應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。 

　　目前，該研究成果在線發(fā)表在國際植物學(xué)頂級刊物The Plant Cell http://www.plantcell.org/content/early/2016/03/03/tpc.15.00715。課題組劉燕博士為該篇文章的第一作者，黎勝紅研究員為通訊作者。　　  

　　喜馬拉雅特有唇形科大型木本和有色花蜜植物米團(tuán)花（Leucosceptrum canum）

　　植物萜類次生代謝產(chǎn)物的生物合成途徑（紅色顯示為二倍半萜的合成途徑）