推荐一篇发表在Nature上的文章，其标题为“Deciphering phenylalanine-derived salicylic acid biosynthesis in plants”。本文通讯作者是浙江大学农业与生物技术学院的Ronghui Pan教授和Pengxiang Fan教授。Ronghui Pan教授团队致力于植物细胞器和细胞代谢方面的研究，而Pengxiang Fan教授专注于植物天然产物方面的研究。本文中，研究者通过基因共表达分析与遗传生化技术，成功揭示了植物中水杨酸分子合成的三重酶促级联反应，填补了水杨酸的代谢合成途径的缺失与空白。

水杨酸（SA）是一种普遍存在的植物激素，对于协调植物病原体防御具有核心作用。之前的研究中指出，苯甲酸（BA）是水杨酸的直接前体，同时细胞色素P450（CYP）抑制剂可以阻断多种植物的水杨酸的生物合成。然而，目前并未鉴定出能够将苯甲酸直接催化生成水杨酸的对应细胞色素P450。

为了对此过程进行解析，本文中，作者通过基因共表达分析与遗传生化技术，对此过程进行探索。首先，本文研究者在近期研究中发现，过氧化物酶体定位的肉桂酸：辅酶A连接酶（CNLs）是影响水杨酸合成的关键酶，其可将肉桂酰辅酶A催化生成苯甲酰辅酶A。生化分析结果显示，CNLs的突变株中，苯甲酰辅酶A含量显著降低，而苯甲酸的含量也随之下降。通过对CNLs基因的共表达分析，他们认为，BEBT的功能与此过程存在潜在的联系。结合LC-MS/MS检测与分析，他们意识到，BEBT能够将苯甲酰辅酶A转化为苯甲酸苄酯。值得注意的是，同位素示踪结果说明，BEBT突变体中加入苯甲酸后，虽然苯甲酰辅酶A的水平升高了，但却无法使水杨酸的水平上调。这意味着，苯甲酸并不是水杨酸的直接前体。

基于此，研究者重新对CNLs进行了基因共表达分析，即在排除苯甲酸作为直接前体的情况下，试图揭示与BEBT联系的下游关键酶。结果显示，苯甲酸苄酯羟化酶BBH表现出与此过程密切的联系。遗传生化验证结果显示，BBH确实具有将苯甲酸苄酯羟化的能力。后续为了进一步对水杨酸上游合成代谢途径进行分析，他们再次对CNLs进行了基因共表达分析。结果显示，苯甲酯水杨酸酯酶BSE可能是潜在的酯酶或者水解酶，并对此过程进行重要促进作用。遗传生化验证结果显示，BSE的确能够直接将羟化苯甲酸苄酯转化成水杨酸，直接介导水杨酸的代谢与合成过程。

综上，本文中，作者通过基因共表达分析与遗传生化技术，成功阐明了植物中重要防御分子水杨酸的BEBT-BBH-BSE生物代谢合成途径。考虑到BEBT-BBH-BSE模块的保守性及其在水杨酸合成过程中的特异性，这一研究对培育植物抗病作用提供了新角度与重要的理论基础，具有重要意义。

本文作者：KLH

责任编辑：LZ

DOI：10.1038/s41586-025-09280-9

原文链接：https://doi.org/10.1038/s41586-025-09280-9