银杏（Ginkgo biloba L.） 除了极具观赏价值外，还有重要的医用价值。萜内酯是银杏的重要活性成分，对人类神经性疾病和心血管疾病的预防和治疗效果极佳，临床应用广泛。MicroRNA（miRNA）作为一类内源非编码小分子RNA，可通过靶向切割和抑制实现调控转录因子表达，在调控植物生长发育与次生代谢产物合成中具有极大潜力。但目前银杏萜内酯合成相关miRNA的鉴定和研究处于初步阶段，对于miRNA参与调控萜内酯生物合成的机制知之甚少。

近日，长江大学许锋教授课题组在Plant Physiology发表了题为“The Ginkgo biloba microRNA160–ERF4 module participates in terpene trilactone biosynthesis”的研究论文，揭示了银杏miR160-GbERF4模块参与银杏萜内酯生物合成的分子机制。

该研究通过不同组织的miRNA测序和表达模式分析鉴定到一个可能调控萜内酯生物合成的gb-miR160。进一步的转基因实验表明，过表达gb-miR160 能显著抑制烟草中萜类化合物的合成和积累，并能降低萜类化合物合成途径中关键酶基因的表达。miRNA发挥功能依赖靶基因，瞬时共表达实验和双荧光素酶报告实验证实，gb-miR160靶向剪切并抑制GbERF4的表达。GbERF4在银杏叶中的瞬时过表达提高了萜内酯含量，GbERF4在烟草中的异源过表达提高了烟草中萜类化合物的含量并上调烟草中萜类化合物合成途径中关键酶基因（HMGR、HMGS、DXR、DXS、AACT和GGPPS）的表达。进一步研究发现，GbERF4能与TTL生物合成途径中的HMGS1、AACT1、DXS1、LPS2和GGPPS2基因的启动子结合并激活它们表达。

综上所述，GbERF4作为银杏萜内酯生物合成的正向调控因子通过激活HMGS1、AACT1、DXS1、LPS2和GGPPS2的表达促进萜内酯的合成，而gb-miR160通过靶向GbERF4的表达参与萜内酯的合成。该研究结果丰富了萜内酯生物合成的调控网络，为通过遗传改良提高银杏中萜内酯含量提供了重要的基因资源。

图1 银杏miR160-GbERF4模块介导银杏萜内酯生物合成的工作模式图

长江大学园艺园林学院郑嘉瑞博士为论文第一作者，已毕业硕士研究生何筱为共同第一作者，长江大学园艺园林学院许锋教授为论文通讯作者。本研究得到了国家自然科学基金项目的资助。

论文链接：

https://doi.org/10.1093/plphys/kiae114