本报讯 中科院分子植物科学卓越创新中心/植物生理生态研究所陈晓亚院士研究组在一项最新研究中，分离鉴定了棉酚生物合成途径中4个新的酶基因，并从基因组水平上解释了锦葵目植物中棉酚生物合成途径演化的基础，发现了中间产物的生理活性及其调控机制。这项研究成果日前已经发表在国际著名学术期刊《美国国家科学院院刊》上。

棉花是重要的经济作物，棉纤维是纺织工业主要的天然原料，深受广大消费者欢迎。棉纤维（皮棉）约占籽棉重量的40%，轧花后留下的棉籽含有丰富的蛋白质和油脂，是棉花生产的重要副产品，可作为重要油料和饲料的原料。然而，由于棉籽中的棉酚有一定毒性，往往在棉花采收之后需要用化学方法做一些安全处理，既增加了成本和对环境的污染，也使得这一宝贵资源至今未得到充分利用。

据专家介绍，棉籽中的棉酚是一种次生代谢产物，在地上部分的腺体和根的表皮层中大量积累，具有保护植物以抵御病菌侵染和抗虫的功能。经过工业精炼提取的棉籽油是重要的食用植物油之一，在巴基斯坦，人们食用油的一半就来自棉籽油。由于棉籽油呈淡黄色，富有香味，适宜煎炸食品，多用来炸薯条。棉籽蛋白、棉粕、棉籽壳则是饲料、食用菌培养基的重要原料。我国年产棉籽约600万吨，其中含约150万吨棉籽蛋白，100万吨棉籽油。

陈晓亚研究组自1994年以来一直致力于棉酚生物合成途径研究，包括酶基因克隆、代谢调控机制、抗病/抗虫新技术等方面，创制了种子特异低酚转基因棉花材料，发明并优化了植物介导的RNA干扰抗虫技术，取得了一系列具有国际影响力的科研成果。研究组先后克隆鉴定了棉酚生物合成上游途径三步连续反应，但之后的反应步骤尚不清楚。

研究人员通过在基因组水平上对基因表达进行综合分析，体外检测酶的催化反应，通过基因沉默阻断棉酚合成等手段，将棉酚的生物合成途径朝前推进了四个反应步骤，为全面解析棉酚生物合成途径奠定了基础。同时，该研究组还获得了数个棉酚途径中间体，均为新发现的化合物，其中一些具有显著的生理活性，为天然产物的研发提供了新平台。

专家表示，这项研究成果有助于提高棉籽利用率，降低处理成本和减少环境污染。棉籽的扩大利用和开发是棉花生产增效增收的一项主要来源。（黄辛）