2018年在PNAS發表了中國科學院植物分子遺傳學國家重點實驗室陳小亞團隊的研究論文「Characterization of gossypol biosynthetic pathway」。該文章研究了棉酚的生物合成途徑。
本文通過轉錄組分析與VIGS分析，確定了棉酚合成的四種酶及其可能的底物。這四種具有功能特性的酶是（+）-δ-cadinene合成酶和參與7-羥基-（+）-δ-cadinene生成的P450，將法尼醯二磷酸（FPP）轉化為半棉酚，還有兩個酶涉及芳構化。在VIGS的棉株葉片中鑑定出的6種中間產物，8-羥基-7-酮δ-cadinene的積累對植物抗病性有一定的抑制作用，降解這種植物毒性的酶CYP71BE79表現出最高的催化活性。這些酶基因在棉花基因組中分布較廣，但都表現出緊密的表達相關性。表明，棉酚途徑中的酶高度協調，以確保有效的底物轉化。
方法與結果：
1、轉錄組分析和VIGS篩選棉酚合成酶基因。發現了4種酶未被研究過，兩種細胞色素P450（CYP82D113和CYP71BE79）、一種醇脫氫酶（DH1）和一種2-酮戊二酸/鐵（II）依賴性雙加氧酶（2-ODD-1）），這四個酶轉錄水平在腺葉中較高，在無腺葉中較低或無法檢測。
2、將這四種酶幹涉後，檢測過度積累的代謝物，以確定酶的下遊底物。確定了DH1在減少CYP706B1的產物中起作用，CYP82D113在DH1之後起作用。
3、通過體外酶活性測定與菸草瞬時表達系統重建了棉酚途徑，表明CYP706B1、DH1、CYP82D113和CYP71BE79催化（+）-δ-cadinene上的四個連續氧化反應，並且2-ODD-1負責生物合成途徑中的後期羥基化步驟，從而生成倍半萜醛類。
4、植物基因組中，編碼特殊代謝物生物合成途徑酶的基因往往聚集在一起。而在棉花中，棉酚合成途徑基因分布在不同染色體之間。大多數被鑑定的棉酚途徑酶，可能是由棉花基因組的局部重複引起的。