几个世纪以来，最初从柳树皮中发现的活性成分水杨酸（Salicylic acid，SA）一直被用于抗炎和止痛。其衍生物阿司匹林（乙酰水杨酸）已有超过 200 年的使用历史，是人类历史上使用最广泛的药物。此外，水杨酸还是关键的植物防御激素。
植物进化出了两条合成水杨酸的途径--异分支酸合成酶（Isochorismate Synthase，ICS）途径、苯丙氨酸解氨酶（Phenylalanine Ammonia Lyase，PAL）途径。其中，ICS 途径已在多种植物物种中得到研究，并在双子叶模式植物拟南芥中得到了全面解析。然而，我们对 PAL 途径的理解仍不完整。
2025 年 7 月 23 日，四川大学生命科学学院张跃林团队（四川大学刘亚楠副研究员、加拿大英属哥伦比亚大学博士生徐璐为共同第一作者）在国际顶尖学术期刊 Nature 上发表了题为：Three-step biosynthesis of salicylic acid from benzoyl-CoA in plants 的研究论文。
该研究揭示了水杨酸的 PAL 合成途径，并发现该合成途径在种子植物中高度保守。这一发现为解析不同植物类群（特别是主要粮食作物）的抗病机制差异提供了分子基础，为培育抗病性增强的作物品种提供了新方向和新靶点。
在这项最新研究中，研究团队报道种子植物水杨酸生物合成保守途径的鉴定。
以本氏烟草（Nicotiana benthamiana）为模式植物，研究团队确定了水杨酸生物合成的三个关键步骤：
1）苯甲酰辅酶 A（benzoyl-CoA）和苯甲醇（benzyl alcohol）通过苯甲酰辅酶 A: 苯甲醇苯甲酰转移酶（BEBT）连接生成苯甲酸苄酯（benzyl benzoate）；
2）苯甲酸苄酯氧化酶（BBO）继而对苯甲酸苄酯进行羟基化，生成水杨酸苄酯（benzyl salicylate）；
3）水杨酸苄酯水解酶（BSH）裂解水杨酸苄酯，从而生成水杨酸（Salicylic acid）。
该研究新鉴定的水杨酸生物合成途径
值得注意的是，编码这三个步骤中的三种关键酶的基因（BEBT、BBO 和 BSH）广泛存在于多种植物中，柳树、杨树、大豆（双子叶植物）和水稻（单子叶植物）来源的基因均能回补本氏烟草水杨酸缺失突变体的表型；
此外，研究团队通过对水稻 OsBEBT、OsBBO 和 OsBSH 基因的敲除实验，证实了它们是水稻中水杨酸生物合成所必需的。
总的来说，这项研究揭示了水杨酸生物合成的全新途径，并揭示了这一合成途径在种子植物中高度保守。该研究为解析不同植物类群（特别是主要粮食作物）的抗病机制差异提供了分子基础，为培育抗病性增强的作物品种提供了新方向和新靶点。
值得一提，Nature 同期还发表了两项关于水杨酸生物合成的研究论文。
2025 年 7 月 23 日，浙江大学潘荣辉团队、范鹏祥团队（王玉康、宋书言、张文轩为共同第一作者）在 Nature 期刊发表了题为：Deciphering phenylalanine-derived salicylic acid biosynthesis in plants 研究论文。
该研究揭示了水稻从苯甲酰辅酶 A到水杨酸的酯化-羟化-水解（BEBT-BBH-BSE）三步酶联反应模块，打通了水稻的水杨酸合成途径，并进一步证明了该模块在其他农作物中也是广泛保守的。
2025 年 7 月 23 日，浙江师范大学张可伟团队、布鲁克海文国家实验室刘长军团队在 Nature 期刊发表了题为：Complete biosynthesis of salicylic acid from phenylalanine in plants 的研究论文。
该研究完整解析了水稻从苯甲酰辅酶 A 到水杨酸的生物合成途径，并进一步证明了其在大多数种子植物中是保守的。
水杨酸的作用远不止是制造阿司匹林所需的分子，它还在植物生物学中发挥着关键的防御激素作用。然而，长期以来，科学家们对于水杨酸生物合成途径的理解一直不完整。来自四川大学、浙江大学、浙江师范大学的这三项研究填补了这一空白，他们发现了三种关键酶，破解了这种关键防御激素的生物合成途径的长期未解之谜。
论文链接：
1. https://www.nature.com/articles/s41586-025-09185-7
2. https://www.nature.com/articles/s41586-025-09280-9
3. https://www.nature.com/articles/s41586-025-09175-9
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