沉香油形成机制新突破：AsZFP9转录因子调控Aquilaria sinensis倍半萜生物合成的关键作用

　　本研究针对沉香油形成过程中倍半萜生物合成的调控机制不明这一科学问题，系统鉴定了Aquilaria sinensis中56个C2H2型锌指蛋白（C2H2-ZFPs），发现AsZFP9通过直接激活AsHMGR1和AsTPS1启动子显著促进倍半萜积累。该发现为沉香油人工诱导技术提供了新靶点，发表于《International Journal of Biological Macromolecules》。

　　

沉香油被誉为"植物中的黄金"，是Aquilaria属树木在遭受环境胁迫后产生的珍贵树脂，其独特香气主要来源于倍半萜类化合物。尽管沉香油在香料和传统医药领域具有极高价值，但关于其形成过程中倍半萜生物合成的调控机制仍存在巨大知识空白。尤其令人困惑的是，为何机械损伤或真菌感染能触发树木启动这一复杂代谢程序？这个"植物防御反应转化为商业价值"的神秘过程，吸引着全球研究者的目光。

中国热带农业科学院的研究团队在《International Journal of Biological Macromolecules》发表的重要研究，首次系统揭示了C2H2型锌指蛋白（C2H2-ZFP）转录因子家族在调控Aquilaria sinensis倍半萜生物合成中的核心作用。通过整合基因组学、转录组学和分子生物学技术，研究者不仅绘制了该家族的全景图谱，更鉴定出关键调控因子AsZFP9，其通过直接激活倍半萜合成途径限速酶基因AsHMGR1和AsTPS1的表达，显著提升倍半萜产量。这项发现为沉香油的人工诱导技术提供了精准分子靶点，对实现沉香资源可持续利用具有重大意义。

研究采用多组学联用策略：基于全基因组数据鉴定C2H2-ZFP家族成员；通过转录组分析筛选响应沉香诱导剂的候选基因；利用农杆菌介导的瞬时转化技术验证基因功能；结合酵母单杂交(Y1H)、电泳迁移率变动分析(EMSA)和双荧光素酶报告系统解析转录调控机制。实验样本采用五年生Aquilaria sinensis幼苗，经甲基茉莉酸(MeJA)和机械创伤处理。

研究结果

1. 植物材料
   建立标准化处理体系，证实MeJA和机械创伤能显著诱导AsZFP9表达，峰值出现在处理后3-6小时。

2. Identification of the C2H2-ZFP gene family in A. sinensis
   从基因组中鉴定出56个具有典型C2H2-ZFP结构域的基因，染色体定位显示不均匀分布特征。系统进化分析将其分为5个亚家族，其中AsZFP9属于C1-2i亚类。

3. Identification and physicochemical characterization of AsC2H2-ZFP gene family
   AsC2H2-ZFPs蛋白长度差异显著（97-804 aa），分子量10.8-88.9 kDa。亚细胞定位预测显示82%成员定位于细胞核，与转录因子功能相符。

4. Discussion
   发现12个AsC2H2-ZFPs表达模式与倍半萜合成基因显著相关。AsZFP9被证实为核定位的转录激活因子，其瞬时过表达使α-愈创木烯等倍半萜含量提升2.1-3.8倍。分子互作实验揭示AsZFP9通过结合AsHMGR1(-947~-938)和AsTPS1(-1,326~-1,317)启动子的特定顺式元件激活转录。

5. Conclusion
   建立首个Aquilaria sinensis C2H2-ZFP家族调控网络，阐明AsZFP9通过"AsZFP9-AsHMGR1/AsTPS1"通路调控倍半萜合成的分子机制。该发现不仅填补了沉香油形成机制的理论空白，更为开发基于转录因子调控的沉香诱导技术奠定基础。

这项研究的创新性体现在三方面：首次在Aquilaria属系统解析C2H2-ZFP家族；发现AsZFP9具有"多重调控开关"特性，能同时激活MVA途径上游基因(AsHMGR1)和下游合成酶基因(AsTPS1)；提出的"转录因子-代谢通路"调控模型为其他珍稀植物树脂形成机制研究提供范式。正如作者Yuji Li等指出，该成果将推动沉香生产从传统经验型向精准分子设计型转变，对保护野生Aquilaria资源和促进特色林下经济发展具有双重价值。