2016年11月18日，國際植物學(xué)知名刊物《Journal of Experimental Botany》上在線發(fā)表了中國科學(xué)院植物研究所龐永珍研究組的一篇研究論文，研究以類黃酮含量豐富的茶葉和百脈根為研究對象，對類黃酮未知生物合成機(jī)理，特別是類黃酮糖基化的分子機(jī)制展開研究。龐永珍研究組博士畢業(yè)生尹青崗分別為2篇論文的第一作者，龐永珍研究員為論文通訊作者。

類黃酮化合物是對植物、動物和人類健康都具有益處的一大類植物次生代謝產(chǎn)物，主要以糖基化的形式廣泛存在于植物不同部位。類黃酮的糖基化是由糖基轉(zhuǎn)移酶(UDP-glycosyltransferase，UGT)基因編碼的糖基轉(zhuǎn)移酶所催化的。UGT家族基因在植物進(jìn)化的過程中不斷擴(kuò)增、分化和特化，形成了具有不同底物特異性和區(qū)域特異性的UGT基因家族，進(jìn)而合成了不同植物中成分和功能多樣的類黃酮糖苷。

研究人員在基因組水平上，從茶葉和百脈根中分別鑒定了178和188個UGT基因，通過對這些基因進(jìn)行的系統(tǒng)進(jìn)化、組織表達(dá)譜和分子對接分析，從中篩選了30多個UGT主要候選基因。通過體外酶活檢測，研究人員最終發(fā)現(xiàn)了參與合成茶葉澀味類黃酮糖苷以及百脈根主要成分黃酮醇糖苷的關(guān)鍵UGT基因，并分析比較了這些糖基轉(zhuǎn)移酶的酶動力學(xué)參數(shù)和體內(nèi)外功能。這些研究揭示了特異的UGT基因亞家族在類黃酮糖基化中的意義以及在植物生長發(fā)育中的功能。

百脈根UGT家族的進(jìn)化關(guān)系以及代表性UGT基因的體內(nèi)外功能分析。

A.百脈根和擬南芥所有UGT蛋白的進(jìn)化關(guān)系分析。B. 三個UGT重組蛋白以不同黃酮醇為底物的催化反應(yīng)示意圖。C. 過量表達(dá)UGT基因的擬南芥幼苗(上圖)和種子中(下圖)黃酮醇的含量分析