文章导读
鱼腥草为何能成为药食同源"宝藏植物"？上海交大刘振华课题组在《Nature Communications》重磅揭秘：首次完整解析其苄基异喹啉生物碱（BIA）核心合成途径，发现异波尔定碱关键酶！研究颠覆传统认知——揭示6OMT-CYP80B-4’OMT基因簇的广泛存在，并提出全新进化机制：酶在代谢通路上的功能依赖性竟驱动基因"动态成簇"。这不仅破解了植物代谢的百年谜题，更直接为培育高药效鱼腥草新品种、利用合成生物学量产抗癌抗炎生物碱提供核心材料。科学突破就在眼前，速读全文掌握未来医药新引擎！
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近日，上海交通大学农业与生物学院、张江高等研究院刘振华课题组在苄基异喹啉生物碱合成通路解析以及植物代谢基因簇的分子进化机制研究中取得重要进展，系统解析了木兰亚纲植物鱼腥草中苄基异喹啉生物碱核心骨架的合成途径，发现了植物代谢基因成簇新的驱动力以及分子进化机制，相关成果发表在Nature Communications杂志上。
本研究以木兰亚纲植物鱼腥草（Houttuynia cordata Thunb.）为研究对象，解析了鱼腥草中苄基异喹啉生物碱（benzylisoquinoline alkaloid， BIA）核心骨架的合成途径，首次挖掘到异波尔定碱生物合成酶；通过对主要富集BIA的两大被子植物类群——木兰亚纲及毛茛目植物中BIA代谢核心途径的基因分析，揭示了6OMT-CYP80B-4’OMT动态基因簇的广泛存在。结合该基因簇的功能作用，研究提出了新的植物代谢基因簇形成的驱动机制——不同酶之间在代谢通路上的催化功能依赖性可能驱动了酶编码基因之间在染色体上的动态成簇。除进化上的意义以外，该研究还为未来开发药食同源鱼腥草新种质，以及利用合成生物学生产高价值生物碱提供了新材料。
上海交通大学刘振华课题组博士生周玄及已毕业硕士生单长衡为论文共同第一作者，上海交通大学农业与生物学院、张江高等研究院长聘教轨副教授刘振华为本文通讯作者。上海交通大学刘振华课题组成员朱姣姣、Aatif Rashid、王建华、安宁、张昌建、姬文娟、邬可也参与了本项工作，中国中医科学院中药资源中心副研究员王升为本研究提供了建议和帮助，上海交通大学新农村发展研究院副院长蔡保松为本研究提供了丰富的种质资源。本研究得到了科技部重点研发计划、上海交通大学科研启动经费等项目的资助。
论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-63175-x
作者： 农业与生物学院 供稿单位： 农业与生物学院
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