本报讯（记者李晨）近日，中国农业科学院深圳农业基因组研究所（岭南现代农业科学与技术广东省实验室深圳分中心）研究员王丽课题组联合北京大学药学院教授叶敏团队，解析了药用植物防风中一种重要的呋喃色原酮的生物合成途径，在本氏烟草中实现了升麻素苷和5-O-甲基维斯阿米醇苷的从头异源合成，并阐释了防风中呋喃色原酮含量远高于其他多种伞形科植物的原因。相关研究论文发表于《自然-通讯》。

升麻素苷和5-O-甲基维斯阿米醇苷是两种代表性的呋喃色原酮，也是中药防风的主要活性成分。该研究挖掘并验证了防风的色原酮合成酶、异戊烯基转移酶、前胡宁环化酶、氧甲基转移酶、羟化酶、糖基转移酶等，从头解析了升麻素苷和5-O-甲基维斯阿米醇苷的生物合成通路，并在烟草体系中实现了这两种物质的从头合成，合成效率分别为3.82μg/g和17.48μg/g。

研究还发现，色原酮类物质在防风中的含量远高于其他伞形科物种。研究推断，呋喃色原酮骨架形成阶段的关键催化酶基因对防风中呋喃色原酮的富集起着决定作用。这种酶在防风中特异性存在，而其他伞形科植物缺少该基因的直系同源基因，同时与该基因属于相同系统发育分支的其他近缘基因也无法催化形成特征呋喃环，这使其他伞形科物种无法完成前胡宁的环化步骤。这些证据诠释了防风中大量积累呋喃色原酮的遗传机制。

该研究为呋喃色原酮代谢工程的设计和生产铺平了道路，并揭示了伞形科植物中呋喃色原酮生物合成途径的进化机制。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41467-025-58498-8