中国青年报客户端讯（中青报·中青网记者 李剑平）近日，浙江大学农业与生物技术学院作物学科潘荣辉研究员团队和园艺学科范鹏祥研究员团队，合作在《自然》发表论文，破解植物合成水杨酸的谜题。

水杨酸合成路径。浙江大学/供图

据《神农本草经》记载，早在东汉时期，古人就发现柳枝具有“祛风、止痛”功效。到了19世纪，人类首次从柳树中提取出其止痛功效的关键成分——水杨酸，并将其进一步合成闻名于世的药物阿司匹林。

同时，水杨酸在植物抵御病害中发挥重要作用。然而，水杨酸在植物内的完整合成通路是个未解之谜。潘荣辉团队分析，在水稻、小麦、番茄、棉花等绝大部分植物中，水杨酸可能来源于苯丙烷通路，但该通路的分子机制近60年来在业界悬而未决。

潘荣辉团队在前期研究中，发现特异性调控水杨酸合成上游通路的基因CNL，借助自主研发的AI工具，通过大量的多组学数据关联分析，在水稻中找到分布在植物细胞的过氧化物酶体、内质网和细胞质三个区室中的关键合成酶——酰基转移酶、羟化酶和水解酶。敲除水稻体内这三个蛋白后，水杨酸合成受阻，表明这三个酶形成的代谢级联特异性在植物细胞中合成水杨酸。

“在敲除转移酶的水稻突变体中，外源添加苯甲酸后，水杨酸的转化并没有增加。”论文共同第一作者、浙江大学农学院博士后王玉康说，在与导师们交流后，他们团队大胆假设：苯甲酸可能不是直接的反应物，需要先转化成另一种形态。

为证实假设，浙大团队采用同位素示踪技术，给反应中的苯甲酸装上“定位器”，清晰追踪到它先变成苯甲酸苄酯。论文共同第一作者、浙江大学农学院2024级博士生张文轩说，这个研究结果证实，生成水杨酸的真实前体是苯甲酸苄酯。

后续研究中的难点是酶活性检测，尤其第二步反应涉及的羟化酶。浙大团队参考大量文献，改进实验方法，成功在叶片的“工作间”测到羟化酶的活性，并再次通过同位素示踪证明，羟化酶将苯甲酸苄酯精准地转化为水杨酸苄酯。

浙大团队还联合作物、园艺、植保三个一级学科的多个课题组，在水稻、棉花、番茄、小麦等多种作物上均验证这条新通路的广泛存在和保守性。浙江大学、美国密歇根州立大学、西湖大学和之江实验室多位学者参与相关工作。至此，一条全新的、由三个酶驱动的水杨酸合成通路被完整揭示，不仅破解长期悬而未决的科学难题，而且重写植物水杨酸合成的研究理论，为农业作物抗病育种提供精准靶标。

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