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休闲所槭树创新团队构建全球首个槭树图形泛基因组揭示神经酸合成机制

近日,休闲所槭树创新团队在植物科学领域国际知名期刊《Genome Biology》(中科院一区Top期刊,影响因子9.4,五年影响因子16.3)上在线发表题为“The pan-genome provides insights into evolutionary dynamics and fatty acid metabolism in Aceraceae family”的研究论文。该研究成功构建了全球首个槭树图形化泛基因组图谱,系统解析了槭树珍稀功能脂肪酸——神经酸的合成与分子调控机制,为培育神经酸高产型槭树新品种、实现植物神经酸可持续供给提供了理论支撑,对生物医药、营养健康等产业发展具有科学价值。

以元宝枫为代表的槭树植物是集生态、观赏与经济价值于一体的重要树种,在元宝枫被纳入国家储备林建设、粮油安全战略及大健康产业的背景下,该类树种的多功能性价值愈发突出。槭树植物种子油中富含稀缺的超长链单不饱和脂肪酸——神经酸,其含量在槭树植物间差异显著(3.36%-12.83%)。神经酸作为神经髓鞘的关键组成成分,对大脑发育与神经修复具有重要作用,是治疗阿尔茨海默症、多发性硬化症等神经系统疾病的潜在天然活性物质。然而,传统动物来源神经酸稀缺且不可持续,现有植物来源则存在含量偏低、产量受限等瓶颈。因此,解析槭树神经酸合成的遗传基础,对于开发可持续、高品质的植物源神经酸资源具有重要理论和现实意义。

本项研究通过多组学整合分析,成功鉴定出神经酸生物合成途径的关键限速酶基因ActKCS,并在油菜中异源过表达该基因,可使种子神经酸含量由0.25%提高至1.05%。通过进一步筛选获得调控ActKCS表达的上游转录因子ActMYB95,实验证实两者可形成“ActMYB95–ActKCS”核心调控模块,为利用基因编辑与分子育种等手段精准调控神经酸合成提供了关键靶点。

槭树创新团队马秋月副研究员为该论文第一作者,团队首席李倩中研究员、华中农业大学金双侠教授和北京农林学院申飞副研究员为共同通讯作者。该研究得到“十四五”国家重点研发计划(2022YFD2200401)和国家自然科学基金(32471929)等项目资助。

论文链接:https://link.springer.com/article/10.1186/s13059-026-04058-2