神经酸（Nervonic acid）是一种超长链单不饱和脂肪酸，是大脑组织中形成神经纤维的关键构成物质，神经酸缺乏与神经退行性疾病（如阿尔茨海默病、帕金森病）的发生与发展风险增加相关。由于人体自身合成神经酸的能力有限，主要需通过饮食或补充剂从外源获取。植物种子油是神经酸的主要来源，现有富含神经酸植物均为未被驯化的野生植物，亟需解析植物神经酸的合成与累积机制，通过人工培育规模化生产神经酸。大戟科血桐属（Macaranga）植物种仁中神经酸含量高，但其在近缘物种间含量差异大，是研究神经酸代谢机制的理想材料。

中国科学院西双版纳热带植物园（以下简称“版纳植物园”）油脂合成与代谢研究组联合相关合作单位，首次组装了血桐属两个近缘物种印度血桐（M. indica）和中平树（M. denticulata）的基因组，结合多组学分析、群体遗传学与系统进化分析、加上分子生物学验证，解析了印度血桐富集神经酸的分子机制。尽管呈同域分布，两个物种的花期存在交错。研究揭示了印度血桐与中平树在神经酸生物合成与积累机制上的差异。研究表明，两个物种间存在广泛的染色体共线性，神经酸合成呈趋同演化，但演化轨迹存在差异。中平树表现为更显著的脂质代谢相关基因扩张，构建了多模块、多节点的复杂调控网络，脂质代谢流向更广泛的脂质种类以适应更多样的生长环境。相比之下，印度血桐则表现为脂肪酸合成、延长以及甘油三酯组装相关基因与调控元件数量更加简化，但基因表达量更高，基因组中存在多个与ABA信号、低温响应相关的基因簇，这可能与其种子发育和神经酸的积累相关，进一步鉴定到与神经酸合成代谢相关的KCS、PDAT、DGAT等核心基因，基因组及相关功能基因的重复事件与环境因子响应的差异可能是两个物种神经酸含量差异的重要因素。对印度血桐不同居群材料的重测序分析，揭示了其地理特异性的遗传多样性及迁移路径，表明其具有定向驯化与良种选育的潜力。结合对栽培策略和区域遗传多样性的深入分析，该研究为印度血桐的驯化与育种以实现高效神经酸生产提供了重要科学支撑。

相关结果以“The chromosome-level genomes of two Macaranga species provide insights into the molecular mechanism of nervonic acid accumulation”为题发表于Horticulture Research。版纳植物园油脂合成与代谢研究组博士后李东海、强奇，中国科学院昆明植物研究所贺正山和臻阅生物科技有限公司陈发毅为论文共同第一作者，版纳植物园田波研究员和山东农业大学李德铢研究员为共同通讯作者。该项研究得到云南省基础研究专项、云南省中青年学术技术带头人后备人才计划、和云南省博士后定向培养计划的资助。

图1.印度血桐和中平树脂肪酸合成与组装的分子机制比较。