独脚金内酯(strigolactones,SLs)是近年来植物激素研究的热点之一，在植物分枝和生长发育中具有重要作用。SLs还可以作为根际信号分子，诱导丛枝菌根真菌（AMF）的菌丝分枝以及刺激有害寄生小草的种子萌发。因此，了解植物中SLs的产生机制对农作物的产量形成以及减少寄生植物的危害至关重要。
SLs可以分为典型（canonical）SL和非典型（noncanonical）SL，典型SL包含一个三环内酯（ABC环）和一个由烯醇醚键连接在一起的单环内酯（D环），而非典型的SL具有未封闭的BC环。大多数典型SL的化学结构由4-脱氧邻苯二酚（4DO）和5-脱氧三醇（5DS）的衍生物组成，它们分别具有邻苯二酚型和strigol型SLs的最简单结构。研究表明，SL的生物合成起始于类胡萝卜素异构酶DWARF27(D27)、类胡萝卜素裂解双加氧酶7(CCD7)以及CCD8，将trans-β-类胡萝卜素转化为中间体carlactone(CL)。之后，CL由moreaxillarygrowth1(MAX1)编码的细胞色素P单加氧酶CYPA氧化生成CLA（carlactonoicacid），CLA再经进一步的反应生成SLs，但是目前对SLs合成过程中的CLA的下游途径仍知之甚少。
ProposedbiosynthesispathwayofSLs
近日，日本KobeUniversity的YukihiroSugimoto课题组在ScienceAdvances发表了一篇题为DirectconversionofcarlactonoicacidtoorobancholbycytochromePCYPCinstrigolactonebiosynthesis的研究论文，鉴定了一种新的催化CLA转化为经典SL的细胞色素P单加氧酶。
之前研究表明，外源rac-CLA可被生物转化为邻苯二酚（一种典型SL）和orobanchylacetate，并且在豇豆中这种生物转化被CYP抑制剂抑制，表明细胞色素PCYP参与将CLA向邻苯二酚的转化。该研究首先对豇豆VuMAX1的功能进行了表征，发现重组VuMAX1可以催化CL向CLA的转化，但是不能催化CLA向4DO或邻苯二酚的转化，这表明存在CYPA之外的其他CYP负责将CLA转化为邻苯二酚。
该研究进一步通过在缺Pi营养液（缺Pi导致根分泌物中SL水平升高）中添加rac-GR24（合成的SL），发现SL水平增加（与预期的反馈调节相反），表明SL生物合成基因的上调。该研究进一步通过RNA-seq进行了共表达基因网络分析，从豇豆CCD8（VuCCD8）的转录模块中选择了未表征的CYPC和CYPB作为候选对象。同时，该研究表明VuCYPC和VuCYPB基因与SL生物合成基因共表达，表明这两个基因参与豇豆的SL生物合成。此外，该研究克隆了VuCYPC和VuCYPB并在昆虫细胞表达系统中进行了异源表达，发现重组VuCYPB与rac-CLA孵育未产生邻苯二酚，但是VuCYPC可以。以上综合表明VuCYPC是催化CL转化的潜在基因。
该研究还结合液质联用的结果提出了VuCYPC催化反应的分子机理，即CLA中C-18位置的两步氧化生成18-oxo-CLA，然后通过BC环闭合反应继续产生邻苯二酚立体异构体。该研究还在番茄中通过CRISPR-Cas9技术表征了CYPC的功能，该研究发现，SlCYPC敲除（SlCYPC-KO）的番茄根系分泌物中未检测到邻苯二酚但是有CLA的积累，而野生型的根系分泌物中未发现CLA，这进一步表明CYPC通过催化BC环闭合反应从CLA合成邻苯二酚。
EffectoftargetedmutationinSlCYPC.
总之，该研究鉴定了一种新的邻苯二酚合酶CYPC，该研究还表明对不同植物中CYP家族酶的功能分析对阐明典型SL的生物合成机制具有至关重要的意义。
参考文献B.Zwanenburg,D.Blanco-Ania,Strigolactones:Newplanthormonesinthespotlight.J.Exp.Bot.69,–().K.Yoneyama,X.Xie,K.Yoneyama,T.Kisugi,T.Nomura,Y.Nakatani,K.Akiyama,C.S.P.McErlean,Whicharethemajorplayers,canonicalornon-canonicalstrigolactones?J.Exp.Bot.69,–().Y.Seto,A.Sado,K.Asami,A.Hanada,M.Umehara,K.Akiyama,S.Yamaguchi,Carlactoneisanendogenousbiosyntheticprecursorforstrigolactones.Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.,–().原文链接：
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