根寄生植物中非经典独脚金内酯生物合成途径的功能保守性研究

为解决根寄生植物对农作物造成的严重危害问题，研究人员对独脚金内酯(SLs)生物合成途径在专性寄生植物(Orobanche minor)和兼性寄生植物(Phtheirospermum japonicum)中的保守性进行了研究。通过基因功能分析发现，D27、CCD7、CDD8、CYP711A和CLAMT等SLs合成酶在这两类寄生植物中均保持与非寄生植物同源酶相似的生化功能，首次证实根寄生植物自身具备SLs合成能力。该发现为开发新型寄生植物防控策略提供了重要理论依据。

　　

在生命科学领域，独脚金内酯(strigolactones, SLs)作为植物根系分泌的 signaling molecules，对根寄生植物的宿主识别具有关键作用。最新研究发现，专性寄生植物小列当(Orobanche minor)和兼性寄生植物日本松蒿(Phtheirospermum japonicum)中存在着保守的SLs生物合成机制。

研究团队系统鉴定了两类寄生植物中SLs合成通路的关键酶：类胡萝卜素异构酶D27、双加氧酶CCD7和CCD8、细胞色素P450酶CYP711A以及甲基转移酶CLAMT。生化分析显示，这些酶在催化活性上与其在非寄生植物中的orthologs保持高度相似性。特别值得注意的是，CYP711A催化的氧化反应和CLAMT介导的甲基化修饰都展现出典型的底物特异性。

该研究首次证实，根寄生植物不仅能够感知宿主分泌的SLs，其自身基因组也编码完整的SLs合成 machinery。这一发现颠覆了传统认知，为理解寄生植物与宿主的 chemical dialogue 提供了新视角。从应用角度看，针对这些保守合成酶开发特异性抑制剂，可能成为阻断寄生植物萌发和宿主定位的新策略，对保障撒哈拉以南非洲等地区的粮食安全具有重要意义。