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来源：植物科学最前沿
近期，thePlant Journal在线发表了安徽农业大学茶树生物学与资源利用国家重点实验室夏涛教授团队题为“Functional demonstration of plant flavonoid carbocations proposed to be involved in the biosynthesis of proanthocyanidins”的研究论文，该研究对参与原花青素合成的关键基因----花青素还原酶(ANR)的功能进行了重新评估，(DOI:10.1111/tpj.14515)。
儿茶素是茶树代表性次生代谢产物，决定了不同茶类的独特风味和健康功效。儿茶素生物合成机理中，有关儿茶素没食子酰基化反应和儿茶素单体缩合形成原花青素的反应，一直以来是茶学界和植物界有关类黄酮化合物合成代谢领域的研究热点和难点。
图:儿茶素中间体和EC在超表达CsLAR,CsANR和CsMYB5烟草中的LC-MS分析
本研究中，研究人员运用包括代谢物分析、同位素标记等方法，在植物体内捕捉了一类不稳定的儿茶素中间体，并用酶学分析、突变体分析、代谢工程等方法，证明它们是ANR的产物，并为原花青素(Proanthocyanidins, PAs)的生物合成提供了碳正离子底物(Plant flavonoid carbocations, PFCs)。研究者发现，这类儿茶素中间体具有很强的亲电特性，很容易被亲核试剂（比如甲醇、乙醇、半胱氨酸，以及儿茶素等）捕捉。另外，研究者还比较了三种转基因烟草中的代谢物变化，发现超表达CsANR烟草中主要积累的产物是EC类型儿茶素中间体，超表达CsLAR（茶树无色花青素还原酶）烟草中主要产物是儿茶素EC，而超表达CsMYB5（一个正向调控儿茶素生物合成的转录因子）烟草中主要产物既有EC类型儿茶素中间体，也有儿茶素EC和原花青素B2。因此，证明这类不稳定的儿茶素中间体的确是ANR的产物。该研究结果，也进一步诠释了植物原花青素的生物合成机理。刊物编辑对该研究成果评价为“This study addresses a long-standing and difficult to answer question regarding the biosynthesis of PAs.” （该研究解决了一个关于原花青素生物合成的长期悬而未决的问题）。王培强博士为论文第一作者，夏涛、高丽萍和谢德玉为共同通讯作者。该研究得到国家重点研发计划项目(YFD1000601)及国家自然科学基金(31570694)等项目资助。
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