植物中昆虫蜕皮激素的趋同生物合成

昆虫植食者促使植物进化出复杂的化学防御机制，其中包括节肢动物蜕皮激素 20-羟基蜕皮酮（20E）的模拟物。许多亲缘关系遥远的植物都能够产生 20E，这表明其在进化过程中具有多次、彼此独立的起源。然而，尽管 20E 在节肢动物和植物中广泛存在，其完整的生物合成途径始终未被完全解析。 在本文中，我们结合基因组学、基因共表达分析和酶功能表征，鉴定了来自菠菜和藜麦（苋科）以及筋骨草属物种（唇形科）的趋同 20E 生物合成途径。我们揭示，这些科的植物利用不同的生物合成基因簇来合成 20E 及相关植物蜕皮甾酮，凸显了植物中 20E 生物合成在生物化学和遗传学层面的双重趋同。我们的研究建立了任何生物中首个完整的 20E 生物合成途径，并为这种动物激素在生命各界中的进化提供了基础性见解。

昆虫植食者促使植物进化出复杂的化学防御机制，其中包括节肢动物蜕皮激素 20-羟基蜕皮酮（20E）的模拟物。许多系统发育关系较远的植物都能产生 20E，这表明其在进化过程中曾多次独立起源。然而，尽管 20E 在节肢动物和植物中广泛存在，其完整的生物合成途径始终未被阐明。

在本研究中，我们结合基因组学、基因共表达分析和酶功能表征，发现了来源于菠菜和藜麦（苋科）以及筋骨草属物种（唇形科）的趋同 20E 生物合成途径。我们揭示，这些植物类群利用不同的生物合成基因簇来产生 20E 及相关植物蜕皮甾酮，凸显了植物中 20E 生物合成在生物化学和遗传学层面的双重趋同性。我们的研究建立了任何生物中首个完整的 20E 生物合成途径，并为这一动物激素在生命各界中的进化提供了基础性见解。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.07.743582v1?rss=1

🏷️ 植物蜕皮甾酮 20-羟基蜕皮酮 趋同进化 生物合成途径 生物合成基因簇 基因共表达分析