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植物营养团队揭示钴胺素生物合成进化时间图谱
发布者：管理员发布时间：2026-07-10作者：王继琛来源：植物营养团队点击量：
近日，中国农业科学院农业资源与农业区划研究所植物营养团队在钴胺素（维生素B12）生物合成进化研究方面取得重要突破，首次构建了微生物钴胺素合成基因与物种的时间图谱，相关研究成果发表于《美国科学院院刊（Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America）》。
钴胺素是大多数动物和微生物必需的辅酶因子，对维持生命活动至关重要，但仅能由部分细菌和古菌从头合成。作为连接不同营养级的关键共享代谢资源，钴胺素在塑造地球生态系统和生命演化中发挥了基础性作用。然而，其生物合成的进化历史长期缺乏系统研究。
本研究综合运用贝叶斯分子钟分析与系统发育耦合方法，对微生物钴胺素合成基因和物种进行了全面的时间尺度估算。研究揭示了几个关键发现：钴胺素生物合成通路的起源是逐步演化的——四吡咯前体和咕啉环的部分合成通路出现时间早于完整的钴胺素生产者，这表明类钴胺素化合物可能在从头合成途径形成之前便已存在。研究确定了厌氧钴胺素生产者最早出现于约24.58亿年前，以Pelobacter属为代表；而好氧生产者则在约17.84亿年前出现，以Kribbella属为代表。好氧生产者的出现时间显著晚于地球的大氧化事件，这与当时大气和海洋中氧气浓度升高的环境变化相一致，体现了生物进化与地球化学演变的紧密关联。该研究成果为理解钴胺素这一关键辅因子在全球生态系统演化中的角色提供了时间标尺，揭示了微生物代谢与地球环境演变之间的相互作用，并为探索种间营养互作及生物进化提供了重要科学依据。
中国农业科学院农业资源与农业区划研究所王继琛研究员为论文第一作者，艾超研究员、密歇根州立大学James M. Tiedje教授和中科院生态中心葛源研究员为论文共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金（32322076 & 42307162）、中央级公益性科研院所基本科研业务费专项（No. Y2026QC22）、国家重点研发计划项目（2023YFD1700803）和美国国家科学基金会（DBI-1759892）的共同资助。
