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花香是植物与外界环境相互作用的重要媒介,尤其在植物传粉和生物防御中发挥重要作用。苯环型/苯丙素类挥发物在自然界中广泛分布,结构多样,与植物的生长、发育、结实息息相关。深入了解其生物合成途径、调控机制及生态价值,对于香花育种、代谢工程及香气物质开发利用具有重要意义。
2024年11月,Horticulture Research在线发表了北京林业大学于晓南课题组和中国科学院植物研究所王亮生课题组合作完成的题为Floral volatile benzenoids/phenylpropanoids: biosynthetic pathway, regulation and ecological value的综述论文。
该论文对植物花香中挥发性苯环型/苯丙素类化合物(benzenoids/phenylpropanoids,BPs)的生物合成途径进行了系统的综述(图1)。苯丙氨酸(phenylalanine,Phe)和反式肉桂酸(trans-cinnamic acid,t-CA)在不同酶的介导下,发生甲基化、酰基化等反应,产生结构多样的苯环型/苯丙素类化合物。根据分子结构差异,将其分为苯环型(benzenoids,C6-C1)、苯丙素类(phenylpropanoids,C6-C3)、苯丙素类同系物(phenylpropanoid-related,C6-C2)和聚酮类(polyketides)四类。同时,总结了影响植物花香BPs生物合成的复杂调控机制(图1),包括与植物生长、发育、激素水平、昼夜节律和花色相关的调控;外部因素如光照、湿度和温度也对其生物合成产生影响。另外,该论文还讨论了苯环型/苯丙素类香气物质的重要生态价值(图2),包括吸引传粉者、防御病原体、昆虫和食草动物等,花朵香气物质对于植物繁殖、进化、生存及环境适应具有不可忽视的价值。
https://doi.org/10.1093/hr/uhae220
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