植物甾醇（sterol）不僅是細胞膜的重要結構成分，也是植物激素油菜素甾醇（BR）生物合成的前體，還可作為信號分子參與調節(jié)植物發(fā)育過程。CYP51是細胞色素P450家族中獨特一員，是參與植物甾醇合成過程的重要限速酶，被認為是在細菌、真菌、動物以及植物中最為保守和古老的基因家族之一，在動植物生長發(fā)育與逆境響應中起著重要調控作用。CYP51編碼了鈍葉醇14α-去甲基化酶，在真菌中該酶是三唑類殺菌劑的主要靶標位點，關于CYP51家族基因對植物生長發(fā)育的研究非常少。

　　中科院華南植物園作物營養(yǎng)高效與分子育種研究組近年來對水稻CYP51家族基因成員的功能進行了系統(tǒng)的研究。前期發(fā)現OsCYP51G3是osa-miR1848的靶基因，二者調控了水稻甾醇和BRs合成，參與了水稻結實及對干旱和鹽脅迫的響應。該研究已于2015年發(fā)表于國際著名學術期刊New Phytologist（IF₂₀₂₁= 10.323）上。隨后，發(fā)現OsCYP51G1僅參與了植物甾醇的合成，但不影響BR的合成，OsCYP51G1能夠影響水稻花粉和種子的發(fā)育進而影響水稻產量。該部分研究已于2020年發(fā)表于國際學術期刊Biochemical and Biophysical Research Communications（IF₂₀₂₁= 3.320）上。

　　單子葉植物還存在一個特有的CYP51H亞族，目前僅發(fā)現燕麥CYP51H10參與抗菌性化合物三萜糖苷avenacin A-1的合成（Mieko等2012）。科研團隊的最新研究表明，OsCYP51H3編碼鈍葉醇14α-去甲基化酶，參與植物甾醇和BRs合成，進而影響水稻種子、花粉等發(fā)育，而不參與三萜類抗菌化合物的合成。相關研究結果已近期在線發(fā)表于國際學術期刊Physiologia Plantarum（IF₂₀₂₁= 5.081）上。華南植物園為第一單位和通訊作者單位，博士后焦正利為該論文第一作者，夏快飛和張明永研究員為論文的共同通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金、中國科學院先導計劃和廣東省湛江市科技計劃基金的資助。

　　論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/ppl.13764

　　圖：水稻CYP51家族成員(OsCYP51G1/G3/H3)參與的植物甾醇及植物激素油菜素甾醇合成與功能示意圖