近日

园艺园林学院王莉教授团队

解锁千年银杏

长寿防御的核心分子机制

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国际顶级期刊

《植物细胞》（The Plant Cell）

银杏（Ginkgo  biloba）是地球上最古老的现存树种之一，被誉为植物界的“活化石”。银杏也是著名的长寿树种，部分古树树龄可超过千年，却依然保持较强的生长活性和环境适应能力。长期以来，古树如何在漫长生命过程中维持防御能力和生命韧性，是植物年龄生物学和长寿机制研究中的重要科学问题。

近日，我校园艺园林学院王莉教授团队在这一领域取得重要进展。研究成果《年龄依赖性表观遗传调控通过影响类黄酮化合物代谢，介导古银杏的化学防御机制》（Age-dependent epigenetic control of flavonoid metabolism underlies chemical defenses in ancient Ginkgo biloba）在国际权威期刊《植物细胞》（The Plant Cell）上发表。

黄酮醇等类黄酮化合物在植物抗氧化、信号调控以及抵御生物和非生物胁迫中发挥重要作用，但其在古树长期生存过程中的年龄依赖性变化及调控机制尚不清楚。该研究发现，随着树龄增加，银杏叶片中黄酮醇含量逐渐下降，而甲基化和异戊烯基化等修饰型黄酮类防御代谢物却在古树中显著积累，并富集于心材等多年生组织中，形成更稳定、持久的化学防御屏障。进一步通过多组学及基因共表达网络分析，研究团队鉴定到MADS-box转录因子GbDAL1是银杏年龄相关黄酮醇代谢调控的关键因子，并揭示了一个由DNA甲基化介导的GbCMT2-GbDAL1-GbMYBF1/GbFLS 调控模块。随着树龄增加，DNA甲基转移酶 GbCMT2表达降低，导致 GbDAL1启动子甲基化水平下降，从而促进 GbDAL1表达升高。GbDAL1 可直接抑制黄酮醇合成关键基因 GbFLS 的表达，并抑制转录因子 GbMYBF1 对黄酮醇生物合成相关基因的激活作用，进而负调控常规黄酮醇生物合成。

▲图为银杏年龄依赖性表观遗传调控黄酮醇代谢与化学防御模式图

该研究将年龄、表观遗传和次生代谢调控连接起来，揭示了古银杏的年龄相关代谢变化并非简单的代谢衰退，而是一种面向长期生存的适应性代谢重编程，为银杏药用资源开发和长寿植物代谢调控研究提供了重要理论支撑。

▲图为扬州大学银杏研究团队师生合照

我校陆金凯博士后为论文第一作者，王莉教授、刘鹏教授和北德克萨斯大学Richard Dixon教授为共同通讯作者。此外，我校金飚教授、北京林业大学林金星教授、中国科学院青岛生物能源所付春祥研究员、河南大学祝英方教授参与了此项工作。该工作得到了国家自然科学基金项目等资助。