本站消息：2023年12月27日，西南中药材种质创新与利用国家地方联合工程研究中心(以下简称中心)在西南生物多样性实验室1楼报告厅（C1-24-26）举行2023-2024学年第16期学术活动。本次会议由赵明教授主持，张敬丽教授、刘冠泽副教授、唐卿雁副教授、和四梅博士以及中心全体研究生参加了此次学术活动。
在此次学术活动报告会上，洪迪以“A comprehensive metabolic map reveals major quality regulations in red-flesh kiwifruit (Actinidia chinensis)”为题进行文献分享。猕猴桃（Actinidia chinensis）是世界上最受欢迎的水果之一，其品质主要由关键代谢物(糖、类黄酮和维生素)决定。前人对猕猴桃的研究大多是通过单一的组学方法完成的，或者只涉及有限的代谢物研究。猕猴桃发育和成熟过程中的动态代谢组及其潜在的调控机制尚不清楚。本研究利用高分辨率代谢组学和转录组学分析，研究了猕猴桃在11个不同发育和成熟阶段的代谢景观，揭示了515种代谢物及其共表达基因的平行分类，共分为10种不同的代谢与基因模块(MM vs GM)。通过整合生物信息学和功能基因组分析，作者构建了全局图谱，揭示了猕猴桃生长周期中发生的所有主要代谢变化的基本转录组学和转录调控网络。
丁靖洋以“Structural and Catalytic Insight into the Unique Pentacyclic Triterpene Synthase TwOSC”为题进行文献分享。阐述了氧化角鲨烯环化酶(OSC)作为催化线性底物(3S)-2,3氧化角鲨烯环化成多种五环三萜(PT)骨架，其反应是自然界最复杂的反应之一。木栓酮的独特五环三萜（PT）骨架，其中包括一个九步阳离子穿梭运行(CSR)级联排列反应，在反应中由C-2形成的碳正离子移动到骨架的另一边，再返回到C-3生成木栓酮正离子，最后脱质子。由于缺乏植物OSCs晶体结构的数据，对CSR级联反应用于木栓酮生物合成的原因和CSR的确切催化机制尚不清楚。在本研究中，首次测定了雷公藤中一种植物OSC的低温电子显微镜结构，即木栓酮合酶。还进行了量子力学模拟，揭示了CSR级联反应的能量分布，并确定了对PT骨架产率至关重要的关键残基。此外，研究半合理地设计了2个twoosc突变体，分别显著提高了木栓酮和β-amyrin（β香树脂）的产量。研究结果为两osc酶催化下的CSR机制提供了新的见解，并为其他OSCs促进五环三萜生物合成的半理性设计提供了新的策略。
方所艳以“Efficient production of natural sunscreens shinorine, porphyra-334, and mycosporine-2-glycine in Saccharomyces cerevisiae”为题进行文献分享，类菌孢素氨基酸(MAAs)是一种很有前途的天然防晒霜，主要产自海洋生物。目前，在异源寄主中，代谢工程产生MAAs是低产量的，不适用于工业。本研究成功开发了能够高效生产多种双取代MAAs的酿酒酵母菌株，包括shinorine、porphyra-334（抗氧化剂和抗光老化剂）和M2G，它们分别由丝氨酸、苏氨酸和甘氨酸偶联到MG上形成。通过整合蓝藻生物合成基因，以此增加产MG的底物S7P池，获得产MG菌株，选用Lyngbya sp（鞘丝藻）、Nostoc Linkia（念珠藻）的工程菌株。在5-L生物反应器中分批补料发酵，可产生1.53 g/L的shinorine或1.21 g/L的porphyla -334，这是迄今为止报道的最高滴度。结果表明，酿酒葡萄菌菌株是工业生产不同类型MAAs的理想宿主，这为开发天然防晒霜提供了可持续和环保的选择。
单薰元以“Myofibrillar protein-chlorogenic acid complexes ameliorate glucose metabolism via modulating gut microbiota in a type 2 diabetic rat model ”为题进行文献分享。多酚可以减轻2型糖尿病（T2DM），然而蛋白质结合多酚的血糖调节作用很少被研究。本研究采用宏基因组学和代谢组学分析，从肠道微生物群的角度研究了肌纤维蛋白绿原酸（MP-CGA）复合物对T2DM大鼠的调节作用。结果显示，MP-CGA可改善高血糖和高脂血症，减轻肠道炎症，减轻肠屏障损伤。MP-CGA重建了T2DM大鼠肠道菌群，提高益生菌类拟杆菌、阿克曼氏菌和拟副杆菌的丰度，同时抑制条件致病菌肠球菌和葡萄球菌。MP-CGA显著提高肠道代谢物如正调节T2DM的丁酸浓度，降低次级胆汁酸含量。结果表明，MP-CGA可通过调节肠道菌群及相关代谢物维持T2DM大鼠的血糖稳定，为蛋白-多酚复合物在食品中的应用提供了新的见解。
李勒松以“The miR156/SPL12 module orchestrates fruit colour change through directly regulating ethylene production pathway in blueberry”为题进行文献分享。阐述了蓝莓果实颜色变化是成熟过程中的一个重要事件。miR156/SPLs作为调控模块介导了花青素生物合成，乙烯在颜色变化中发挥关键作用，但这两种途径之间的内在联系尚不清楚。本研究，首次发现在蓝莓中过表达VcMIR156a可导致花青素生物合成增强，叶绿素积累减少，同时伴随乙烯生物合成基因表达和乙烯前体ACC水平的升高。相反，VcSPL12增强了果实中叶绿素的积累，抑制了花青素合成和ACC合成。此外，乙烯替代品和抑制剂的处理减弱了VcMIR156a和VcSPL12对色素积累的影响。蛋白互作实验表明，VcSPL12能够特异性结合启动子，抑制乙烯生物合成基因VcACS1和VcACO6的活性。研究结果表明，VcMIR156a/VcSPL12通过靶向VcACS1和VcACO6来改变乙烯的产生，从而调控果实的颜色变化。此外，VcSPL12可能直接与叶绿素生物合成基因VcDVR的启动子区相互作用，从而激活其表达，这些发现建立了miR156/SPL调控模块与乙烯通路之间的内在联系。
在此次学术会议上，参会的老师和学生就五位同学所分享文献的内容提出了自己感兴趣的问题，与汇报者展开了热烈的讨论和交流。
（线小云 供稿）
(何澍然 审稿）