二萜类化合物属于天然化合物中种类丰富的一大类群，目前已经鉴定出的二萜天然产物至少12000种, 其中在植物中包括光合色素、植物激素、次生代谢产物等。二萜化合物结构的多样性源于简单的异戊二烯单元(C5)、异戊烯基二磷酸(isopentenyl pyrophosphate, IPP)和其异构体二甲丙烯二磷酸(dimethylallyl pyrophosphate, DMAPP)。目前，已有很多研究报道了二萜天然产物结构的多样性且具有不同的生理功能，在农业、林业、工业及医药领域均有重要的应用价值。

首先，该论文介绍了二萜天然产物的顺式和反式合成前体，且通过对植物CPTs和IDSs家族分析，发现这些合成酶除了进行经典的“从头到尾”合成反应外，有些成员还通过缩合反应合成不规则的萜类。其次，通过论述CYPs在不同物种中不同化学结构二萜天然产物的合成及代谢调控中起的关键作用，总结了不同物种间及同物种间类似功能的CYPs，并阐述不同CYPs的平行进化关系。最后，以水稻中位于4号染色体合成Momilacones基因簇、位于2号染色体合成Phytocassanes基因簇和最近发现的位于7号染色体合成基因簇为例，阐述了不同基因簇中TPSs、CYPs及下游修饰酶的功能和进化关系。该论文对深度理解二萜天然产物的合成及多样性具有重要意义。

该研究工作于2022年12月6日以“Plant (di)terpenoid evolution: from pigments to hormones and beyond”为题，发表于国际知名期刊Natural Product Reports（IF: 15.111）。william威廉官网/北京中智生物农业国际研究院万向元教授、张娟副教授和美国爱荷华州立大学Peters教授为共同通讯作者。