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　　腺毛（Glandular trichome）是植物在長期進化過程中為了應(yīng)對生物和非生物環(huán)境脅迫而演化出來的特殊適應(yīng)性結(jié)構(gòu)，廣泛分布于陸地植物（包括裸子植物、被子植物、苔蘚植物）地上部分的表面，是植物分類學(xué)中的重要性狀之一。植物腺毛是合成、積累和貯存各種類型天然產(chǎn)物的重要場所，因此被譽為“細胞化學(xué)工廠”，這些特殊的化學(xué)物質(zhì)往往具有獨特的化學(xué)結(jié)構(gòu)和重要的生物功能，在植物防御中起著關(guān)鍵作用。植物腺毛中的非揮發(fā)性天然產(chǎn)物結(jié)構(gòu)多變，生物合成較為復(fù)雜，生物活性廣泛，是發(fā)現(xiàn)天然藥物的重要源泉，如黃花蒿（Artemisia annua）腺毛中合成的抗瘧疾藥物青蒿素，大麻（Cannabis sativa）腺毛中合成的神經(jīng)精神類藥物四氫大麻酚和大麻二酚等，因此受到天然產(chǎn)物等相關(guān)學(xué)科越來越多的關(guān)注。 

　　活性天然產(chǎn)物發(fā)現(xiàn)與生物合成團隊黎勝紅研究組在國家杰出青年科學(xué)基金項目和NSFC-云南聯(lián)合基金重點項目等資助下，長期致力于植物腺毛中天然產(chǎn)物的化學(xué)、生物活性和生物合成研究，建立了激光顯微切割-超低溫核磁共振-超高壓液相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用（LMD-cryoNMR-UPLC/MS/MS）的超微量和高精確度單細胞水平植物化學(xué)研究新技術(shù)和平臺，開展了多種特色或藥用植物腺毛中天然產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)、功能和生物合成系統(tǒng)研究，并取得了系列重要進展。例如：從唇形科大型木本和有色花蜜植物米團花（Leucosceptrum canum）的腺毛中發(fā)現(xiàn)了一類具有防御植食性昆蟲和病原真菌的新奇骨架（命名為米團花烷）二倍半萜leucosceptroids（Angew Chem Int Ed, 2010,49: 4471-4475）；從唇形科植物火把花（Colquhounia coccinea var. mollis）的盾狀腺毛中發(fā)現(xiàn)了另一類具有類似防御功能的新奇骨架（命名為火把花烷）二倍半萜colquhounoids（Org Lett, 2013, 15: 1695-1697）；從藤狀火把花（Colquhounia seguinii）的盾狀腺毛中發(fā)現(xiàn)3個具有較強昆蟲拒食活性的新穎結(jié)構(gòu)克羅烷二萜（J Integr Plant Biol, 2014, 56: 928-940）；從爵床科植物南一籠雞（Paragutzlaffia henryi）的頭狀腺毛中發(fā)現(xiàn)了4個具有植物毒活性的新穎結(jié)構(gòu)半日花烷二萜（J Agric Food Chem, 2015, 63: 10004-10012）；從唇形科藥用植物益母草（Leonurus japonicus）的盾狀腺毛中發(fā)現(xiàn)了2個具有抗血小板聚集、抗炎和細胞毒活性的半日花烷二萜（Phytochem Anal, 2017, 28: 404-409）等。由于植物二倍半萜（C₂₅）為萜類化合物的主要亞類，為植物天然產(chǎn)物中的一個重要新類群，但其生物合成途徑及起源尚屬未知，因此課題組進一步對植物二倍半萜的生物合成進行了深入研究。從米團花腺毛中克隆并功能鑒定了一個二倍半萜生物合成途徑的關(guān)鍵酶基因GFDPS，并證明了植物二倍半萜的生源途徑為定位于質(zhì)體中的MEP途徑，發(fā)現(xiàn)植物GFDPS可能起源于正選擇下GGDPS的復(fù)制和新功能化（Plant Cell, 2016, 28: 804-822；封面文章）。 

　　鑒于對該領(lǐng)域的貢獻，研究組受天然產(chǎn)物領(lǐng)域權(quán)威綜述期刊Natural Product Reports邀請，撰寫植物腺毛中非揮發(fā)性天然產(chǎn)物的化學(xué)、生物活性和生物合成研究綜述。該綜述主要包括以下幾部分內(nèi)容： 

　　（1）系統(tǒng)綜述了植物腺毛分離和收集、腺毛中天然產(chǎn)物的定位和發(fā)現(xiàn)以及生物合成途徑研究的方法，評論了將激光顯微切割結(jié)合高靈敏度的分析檢測手段和多組學(xué)技術(shù)、質(zhì)譜成像技術(shù)等引入到植物腺毛天然產(chǎn)物研究中的重要意義。 

　　（2）首次綜述了上世紀60年代以來從81種植物腺毛中鑒定的489個非揮發(fā)性天然產(chǎn)物（包括萜類、簡單酚類、黃酮類、?；擒疹?、甘油酯等）的化學(xué)結(jié)構(gòu)和生物活性（包括精神活性、抗瘧疾、抗氧化、抗腫瘤、抗炎、抗蟲、抗菌和植物毒活性等），指出植物腺毛為發(fā)現(xiàn)獨特活性天然產(chǎn)物的重要源泉。 

　　（3）全面綜述了植物腺毛中萜類、異戊烯基酚類、黃酮、酰基糖苷類等化合物的生物合成途徑及調(diào)控研究進展，指出腺毛為研究植物天然產(chǎn)物生物合成的優(yōu)良體系，同時也是發(fā)現(xiàn)新基因和新酶的重要寶庫。此外還綜述了以植物腺毛天然產(chǎn)物生物合成為基礎(chǔ)的合成生物學(xué)/代謝工程方面的研究進展，提出腺毛為實現(xiàn)“活性分子發(fā)現(xiàn)—新基因—生物合成途徑—合成生物學(xué)/代謝工程—規(guī)?；a(chǎn)”全鏈條研發(fā)的重要突破口。 

　　該長篇綜述以“Non-volatile natural products in plant glandular trichomes: chemistry, biological activities and biosynthesis”為題發(fā)表在Natural Product Reports。 

　　文章鏈接 

　　植物腺毛天然產(chǎn)物研發(fā)體系 

　　（責任編輯：李雪）