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玫瑰，作为爱情与美丽的象征，其迷人的香气一直深受人们喜爱。但你是否想过，这醉人的香味是从何而来？近期，一项发表在《Cell》上的重磅研究，揭开了玫瑰香气演化背后的神秘面纱——一个全新的基因“SCREP”的诞生故事。

一、从“不香”到“香”：两种玫瑰的启示
故事的开端，源于对两种亲缘关系很近的玫瑰——白木香（Rosa banksiae 'White'）和黄木香（Rosa banksiae 'Yellow'）的观察。白木香花朵洁白，香气浓郁；而黄木香花朵金黄，却几乎闻不到香味。
科学家们通过代谢组学分析发现，白木香花朵中富含一种名为丁香酚（Eugenol）的挥发性物质，而黄木香中这种物质含量极低。丁香酚正是赋予许多花卉（包括玫瑰）独特甜美香气的关键化合物之一。

图2｜SCREP基因在蔷薇属的起源与固定。

二、追踪基因“指纹”：SCREP的惊人发现
为了找到导致这种差异的遗传根源，科学家们对这两种玫瑰进行了全基因组测序和精细比较。他们发现了一个关键差异区域，该区域包含一个在其他植物中从未见过的全新基因——SCREP。
更令人惊讶的是，这个SCREP基因并非通过传统的基因复制（Gene Duplication）方式产生，而是“从无到有”（de novo origination）地演化而来。它的部分序列（第二外显子）在蔷薇科植物（如草莓、覆盆子）中存在非编码的“祖先序列”，但第一外显子和内含子却是玫瑰属独有的新“创造”。

图3｜丁香酚合成通路关键酶（COMT1、CCR1、REF1、EGS2）体外活性与转基因验证。来源：原PDF Figure 3，第6页。

三、“跳跃基因”的魔法：增强香气表达
一个新基因的诞生只是故事的一半，它如何获得功能并影响性状是另一半。研究发现，在大多数具有浓郁香味的玫瑰品种中，SCREP基因的上游启动子区域被插入了一段特殊的“跳跃基因”——微型反向重复转座元件（MITE）。
这个MITE的插入，就像一个“增强器”，极大地提高了SCREP基因的表达水平，使其在花朵中大量产生SCREP蛋白。

四、香气“指挥官”：SCREP如何工作？
那么，SCREP蛋白又是如何调控香气的呢？研究揭示，SCREP蛋白是一个转录因子，扮演着“指挥官”的角色。它并不直接合成丁香酚，而是调控那些负责合成丁香酚的“工人”基因（如COMT1, CCR1, EGS2等）的表达。
具体来说，SCREP会抑制那些促进丁香酚合成的基因（COMT1, CCR1, EGS2），同时激活一个反向作用的基因（REF1）。这样一来，就能精细地“微调”花朵中丁香酚的含量，从而塑造出不同玫瑰品种间丰富多样的香气特征。

图4｜RbSCREP蛋白的亚细胞定位、转录激活活性及MITE插入对启动子活性的增强效应。来源：原PDF Figure 4，第7页。

五、演化与多样性：SCREP的旅程
通过对100多个蔷薇属物种的基因组分析，科学家们描绘出SCREP基因的演化旅程：
1. 古老起源：其部分序列（第二外显子）在蔷薇科祖先中已存在，但无编码功能。
2. 玫瑰特化：在玫瑰属演化过程中，通过突变和重组，逐渐形成了完整的、可编码蛋白的基因结构。
3. 功能获得：MITE转座子的插入，使其表达量飙升，获得了强大的调控功能。
4. 多样性驱动：SCREP基因在不同玫瑰物种中的存在与否，以及其调控强度的差异，直接导致了不同玫瑰品种间丁香酚含量和香气的巨大差异，从而驱动了玫瑰香味的多样化。

六、结语：新基因，新性状，新世界
这项研究不仅解开了玫瑰香气多样化的谜团，更提供了一个关于新基因如何诞生、如何获得功能、如何塑造生物性状的精彩案例。它告诉我们，生命的演化充满了惊喜与创新，一个“从无到有”的基因，就能为世界增添万千芬芳。
未来，科学家们或许可以利用对SCREP基因的理解，通过生物技术手段，精准地调控花卉的香气，培育出更具特色、更受人们喜爱的玫瑰新品种，让这个世界充满更多迷人的香味。

参考资料：Li, Y., Li, R., Shang, J., et al. (2025). A de novo-originated gene drives rose scent diversification. Cell.