遺傳發育所植物NAD補救合成途徑解析和進化研究獲進展

　　NAD (尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸) 作為電子傳遞載體（輔酶）參與眾多的氧化還原反應而為廣大研究人員所熟知。在植物NAD補救合成途徑中，都存在尼克酸（nicotinate，NA）和多種NA的衍生物（糖基化，甲基化等），但迄今為止，關于NA衍生物在植物代謝中的分子機制及其生理功能尚未有報道。

　　中國科學院遺傳與發育生物學研究所王國棟研究組首先利用色質聯用技術發現擬南芥中NA的糖基化修飾發生在NA的N-位或者O-位，并且O-位糖基化分布呈現十字花科特異性。進一步利用基因表達-酶活關聯分析，在糖基轉移酶家族1中（共有106個成員）發現并功能鑒定三個NA糖基轉移酶，包括一個NAOGT（UGT74F2，之前報道是水楊酸糖基轉移酶）和兩個NANGT（UGT76C4和UGT76C5）。擬南芥UGT74F2的突變體（ugt74f2-1）比野生型積累更高濃度的游離NA，這與ugt74f2-1在各種逆境條件下的種子萌發率呈負相關，同時ugt74f2-1種子萌發率下降與水楊酸的積累無關；過表達UGT74F2能夠完全互補ugt74f2-1的種子萌發缺陷。這些發現結合全面的化學分析表明，NA的O-位糖基化修飾可能保護植物細胞免受種子萌發過程中NA過度積累所造成的毒害。綜合NAD補救合成途徑參與基因的進化樹分析，結果表明NAOGT活性是在十字花科植物進化過程中才逐漸獲得，NAOGT活性的獲得為植物適應環境提供選擇優勢。該研究同時為進一步研究植物中其它NA衍生物的生物學功能奠定了基礎。

　　該研究成果于6月26日在線發表于The Plant Cell（DOI：10.1105/tpc.15.00223）上。王國棟研究組的博士生李偉為該文章的第一作者。該項目得到了國家自然科學基金委、科技部“973”項目和植物基因組學國家重點實驗室的資助。