廣東
近日，揚州大學園藝園林學院王莉教授團隊在《The Plant Cell》發表題為“Age-dependent epigenetic control of flavonoid metabolism underlies chemical defenses in ancient Ginkgo biloba”的研究論文。該研究以1至1070年不同樹齡銀杏為材料，系統揭示了古銀杏年齡依賴性表觀遺傳調控類黃酮代謝重編程及化學防御形成的分子機制。
銀杏是地球上最古老的現存樹種之一，部分個體樹齡可超過千年，但仍能保持較強的生長活性和環境適應能力。長期以來，古樹如何在漫長生命過程中維持防御能力和生命韌性，是植物年齡生物學和長壽機制研究中的重要科學問題。黃酮醇等類黃酮化合物在植物抗氧化、信號調控以及抵御生物和非生物脅迫中發揮重要作用，但其在古樹長期生存過程中的年齡依賴性變化及調控機制尚不清楚。
該研究發現，隨著樹齡增加，銀杏葉片中黃酮醇含量逐漸下降，而甲基化和異戊烯基化等修飾型黃酮類防御代謝物卻在古樹中顯著積累，并富集于心材等多年生組織中，形成更穩定、持久的化學防御屏障。通過多組學及基因共表達網絡分析，研究團隊鑒定到MADS-box轉錄因子GbDAL1是銀杏年齡相關黃酮醇代謝調控的關鍵因子，并揭示了一個由DNA甲基化介導的GbCMT2-GbDAL1-GbMYBF1/GbFLS調控模塊。隨著樹齡增加，DNA甲基轉移酶GbCMT2表達降低，導致GbDAL1啟動子甲基化水平下降，從而促進GbDAL1表達升高。GbDAL1可直接抑制黃酮醇合成關鍵基因GbFLS的表達，并抑制轉錄因子GbMYBF1對黃酮醇生物合成相關基因的激活作用，進而負調控常規黃酮醇生物合成。
該研究將年齡、表觀遺傳和次生代謝調控連接起來，揭示了銀杏年齡依賴性黃酮類化合物代謝變化的分子機制，也為銀杏藥用資源開發和長壽植物代謝調控研究提供了重要理論依據。
揚州大學博士后陸金凱為論文第一作者，園藝園林學院王莉、劉鵬教授和北德克薩斯大學Richard Dixon為共同通訊作者。
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