猫薄荷，或称猫薄荷，是薄荷科的一种开花植物，属唇形科，以其对猫的麻醉作用而闻名。这个“;feline”这种现象是由挥发性化合物奈达内酯引起的。
有趣的是，Nepeta中nepetalactone的主要功能并不是吸引猫，而是通过产生一种防御性的化学物质来保护植物免受食草性昆虫的侵害，这种化学物质的驱虫效果可与合成驱蚊避蚊胺媲美。
环烯醚萜存在于许多薄层目物种中，但在包含薄层目(Nepeta)的亚科Nepetoideae的祖先中消失，然后以某种方式在薄层目谱系的进化中重新出现。科学家们现在正试图了解导致这类主要防御化合物重新出现的事件的年表。
在发表在《科学进展》(Science Advances)杂志上的一项新研究中，包括密歇根州立大学(Michigan State University)植物生物学家罗宾·布埃尔(Robin Buell)在内的一个国际研究团队，研究了猫薄荷如何以及为什么会制造奈达内酯，以及形成这种独特化学分子的生物合成途径是如何进化的。
领导的团队,莎拉O’康纳,天然产物生物合成部主任马克斯普朗克化学生态学在耶拿,德国,和包括帕梅拉和道格拉斯Soltis佛罗里达大学的,都达瑞娃纳塔莉亚在普渡大学,开始研究这些问题,猫薄荷的基因组测序。他们的发现为猫薄荷中奈帕他酮的生产提供了重要线索。
我们发现了一套不同寻常的酶，可以生成奈达内酯分子。约克大学生物系的植物生物学家、该研究报告的第一作者本杰明·利希曼说。这些酶在任何相关的植物物种中都没有发现，只有在猫薄荷中才进化出来。当我们第一次看到猫薄荷的基因组序列时，我们意识到我们假设的在nepetalactone形成过程中活跃的重要基因在基因组中是相邻的。这使我们能更容易地解决问题。
接下来，科学家们比较了两种猫薄荷的基因组，这两种猫薄荷都能产生奈达内酯，而与之关系密切的药用植物牛膝草(hyssop)则不能产生奈达内酯或其他环烯醚萜。
这种比较法古代基因的重建与系统发育分析使研究人员能够了解nepetalactone生物合成产生的时间序列，并确定在catmint中中环烯醚萜生物合成的丢失和随后的重新进化的机制。
这些新发现提供了新的见解之间的相互作用酶和基因组进化的起源，损失和重新出现的植物化学多样性。
猫薄荷为研究这些过程提供了一个很好的范例。奥康纳说，他的研究重点是植物代谢产物的生物合成。我们现在正试图对猫薄荷植物中的化学物质进行修饰，以帮助我们更好地了解内达内酯的作用途径和生态功能的各个方面。这反过来又能帮助我们发现导致这条通路的缺失和恢复的选择性压力。
研究小组还研究了其他能产生不寻常环烯醚萜类化合物的Nepeta物种。
植物不断地产生新的化学物质。O’康纳说。通过我们的研究，我们想要获得这一进化过程的快照。
这项研究得到了nsf资助的薄荷基因组计划的支持，该计划由密歇根州立大学的Buell领导。
这个项目是如此令人兴奋，因为我们已经解开了猫薄荷是如何进化产生一种化学物质，使猫变得疯狂的。Buell说，他也是MSU AgBioResearch的教员。现在我们需要找出为什么猫会为猫薄荷而疯狂。
新闻旨在传播有益信息，英文原版地址：https://msutoday.msu.edu/news/2020/researchers-discover-evolutionary-origins-of-cat-attractant-in-catmint/