Nature Commun | 浙江大学范鹏祥团队揭示茄科植物酰基糖生物合成调控的分子机制

茄科植物进化出了独特的化学防御武器—酰基糖（Acylsugars），这种由腺毛分泌的防御性糖脂，能高效抵御害虫侵袭，但其合成的转录调控机制此前尚不明确。近日，浙江大学范鹏祥研究员团队在国际顶级期刊Nature Communications在线发表了题为Functional diversification of WRINKLED3 integrates fatty acid metabolism with insecticidal acylsugar production in Solanaceae species的研究论文，首次揭示转录因子SlWRI3 通过双重调控机制整合脂肪酸代谢与酰基糖合成，为茄科作物抗虫育种提供关键靶点。

双重调控：协同调控前体合成与酰基糖组装

研究团队首先通过基因共表达分析和功能验证，筛选鉴定出特异性在 I/IV 型腺毛顶端细胞中表达的SlWRI3参与酰基糖合成。进一步整合转录组、DAP-seq、代谢组等多组学技术揭示了SlWRI3的双重调控功能，它既能负责酰基糖合成的前体供应，也能促进酰基糖的合成组装。在酰基链前体的合成层面，SlWRI3 可直接结合并转录激活脂肪酸从头合成的限速酶乙酰辅酶 A 羧化酶（ACCase）复合体的三个关键亚基编码基因SlαCT、SlBC、SlBCCP2，介导乙酰辅酶A向丙二酰辅酶A的转化，促进酰基糖合成所需的酰基链供给。在酰基糖组装层面，SlWRI3通过识别酰基糖合成的关键酰基转移酶SlASAT1 基因启动子区域的AW-box顺式作用元件，直接激活该基因的表达，催化酰基链与蔗糖骨架的连接。

进化保守：WRI3 调控酰基糖合成的进化保守

为解析该调控机制的进化特征，研究团队对茄科多个物种进行了系统性的进化分析与功能验证。系统进化树分析表明，SlWRI3的同源基因在野生番茄（Solanum pennellii）、龙葵（Solanum nigrum）、奎东茄（Solanum quitoense）、天仙子（Hyoscyamus niger）等茄科物种广泛存在，且均呈现出腺毛组织特异性富集表达特征。而在非腺毛植物拟南芥中，其同源基因并无此表达模式。功能验证进一步证实了这种进化保守性。表明WRI3 调控酰基糖合成的功能可能在茄科植物进化早期就已形成，是茄科植物应对虫害的保守进化策略之一。

综上，该研究团队成功鉴定出调控酰基糖生物合成的关键转录因子SlWRI3，系统解析了其在调控酰基糖合成过程的双重调控机制。展示了初级代谢相关调控因子如何被重新利用以协调前体供应与次级代谢产物的生成，加深了我们对植物代谢进化的理解，并为茄科作物抗虫育种提供了靶点，助力绿色农业可持续发展。

浙江大学农业与生物技术学院博士后何琦瑜为该论文的第一作者，范鹏祥研究员为通讯作者。浙江大学喻景权院士、周艳虹教授、师恺教授、密歇根州立大学Robert Last教授对本研究提供了重要的指导和支持。感谢浙江大学杨峰峻老师，中科院昆明植物所郭晗老师给予的帮助。本研究得到了国家自然科学基金、科技部重点研发项目的资助。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41467-026-70439-7