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本文聚焦茄科生物碱进化，阐述了生物碱在生物互作中的作用，分析其在茄科内的分布差异，探讨基因组事件等对生物碱进化的影响。还指出未来研究方向，对理解植物防御、人类健康及农业发展有重要意义。
一、研究生物碱进化的模型
生物碱是一类多样的含氮特殊代谢产物，在生物相互作用中意义重大，比如抵御病原体和食草动物，吸引传粉者和种子传播者。茄科植物产生的生物碱对人类历史影响深远，已被研究数个世纪。像吡啶生物碱，就对神经系统研究和治疗有着重要作用。
二、生物碱在茄科中的分布差异
多数茄科植物能产生生物碱，但不同类群产生的生物碱类型差异巨大。有些生物碱是特定谱系特有的，例如烟草属（Nicotiana）部分物种产生的烟碱类生物碱，辣椒属（Capsicum）部分物种果实中的辣椒素类生物碱。而托品烷生物碱（TAs）和甾体糖生物碱（SGAs）分布则较为广泛。
三、塑造生物碱多样性的进化力量
茄科历史超 7000 万年，有超 2700 个物种，广泛分布于全球，适应多种环境。在漫长进化中，生物碱的进化受到选择压力影响，促使不同类群中各类生物碱的出现与消失，以及类群内生物碱的多样化。从深层系统发育角度看，生物碱类别的产生可能是重大基因组事件的结果。
四、聚类、缺失和新功能化驱动生物碱进化
过去十年，人们对特殊代谢多样化的基因组基础有了更多了解。早期对 SGA 生物合成的研究发现，该途径中很大比例的基因共定位在相同基因组区域，形成了所谓的生物合成基因簇（BGCs）。此后，在植物界多个次生代谢（SM）途径中都发现了 BGCs。这让人们推测，基因聚类能带来适应性优势，比如促进代谢途径的协同调控，推动生物碱的进化和多样化。
五、结论
目前茄科生物碱多样化的研究进展迅速，但未来还需系统分析研究较少的类群，创建公共工具共享和整合 “泛组学” 资源。此外，优化生物合成基因功能分析的实验方案，对于剖析不同分类群中各种等位基因和变异体的进化及生化作用至关重要，将助力更深入地探究茄科生物碱进化机制及其在植物防御、人类健康和农业中的意义 。
