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藥用植物的功效成分是中藥材發(fā)揮藥效的物質(zhì)基礎(chǔ)。近日，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院藥用植物研究中心教授吳鴻團(tuán)隊(duì)聯(lián)合深圳華大生命科學(xué)研究院高級(jí)工程師劉歡團(tuán)隊(duì)在藥材廣陳皮道地性研究領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。相關(guān)研究在線發(fā)表于Microbiome。

中藥功效成分含量的合成與積累，除品種遺傳因素之外，環(huán)境因子如土壤營(yíng)養(yǎng)、根系微生物以及氣候條件對(duì)藥材功效成分具有直接的影響。道地藥材廣陳皮產(chǎn)自廣東新會(huì)，但廣東和廣西都有種植。廣陳皮的品質(zhì)因其種植區(qū)域的不同而有顯著差異。然而，土壤環(huán)境因素如何影響廣陳皮品種形成，特別是影響關(guān)鍵生物活性成分合成與積累的機(jī)制一無(wú)所知。

研究人員采用多組學(xué)方法，系統(tǒng)性地挖掘“土壤養(yǎng)分-根系微生物-廣陳皮品質(zhì)成分”的內(nèi)在關(guān)聯(lián)機(jī)制，闡明了土壤養(yǎng)分和根系微生物群等環(huán)境因素對(duì)道地產(chǎn)區(qū)（廣東新會(huì)）和非道地產(chǎn)區(qū)（廣東惠州、臺(tái)山和廣西貴港）等7個(gè)果園采集的廣陳皮中單萜烯積累的影響。

該研究首先構(gòu)建了廣陳皮單萜含量的隨機(jī)森林模型，發(fā)現(xiàn)廣陳皮中7種單萜成分的含量可作為廣陳皮道地性評(píng)價(jià)的指標(biāo)。隨后，測(cè)定了廣陳皮的根系土壤的理化性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)土壤環(huán)境中高濃度的鹽分、鎂離子、錳離子和鉀離子通過(guò)促進(jìn)廣陳皮鹽脅迫響應(yīng)基因和萜烯骨架合成酶的表達(dá)，提高了廣陳皮中的單萜含量。

研究人員進(jìn)一步通過(guò)宏基因組——代謝組關(guān)聯(lián)分析，獲得可促進(jìn)廣陳皮單萜積累的微生物遺傳信息。最后，從道地產(chǎn)區(qū)的廣陳皮根際土壤中分離到耐鹽細(xì)菌，通過(guò)合成微生物菌落驗(yàn)證了道地產(chǎn)區(qū)新會(huì)富集的耐鹽細(xì)菌能促進(jìn)高品質(zhì)廣陳皮單萜的合成與積累。

該研究發(fā)現(xiàn)廣東新會(huì)栽培的陳皮生長(zhǎng)土壤環(huán)境中的高鹽分和耐鹽微生物對(duì)陳皮中單萜含量合成有顯著促進(jìn)作用，在解析廣陳皮道地性形成機(jī)制上取得了理論突破，為中藥材道地性評(píng)價(jià)提供了全新思路，也為道地藥材專用菌肥研發(fā)提供了技術(shù)支撐。

上述研究工作得到嶺南現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)與技術(shù)廣東省實(shí)驗(yàn)室科研項(xiàng)目、廣東省重點(diǎn)領(lǐng)域研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、廣東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)專項(xiàng)資金和“十四五”廣東省農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新十大主攻方向“揭榜掛帥”項(xiàng)目的資助。

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1186/s40168-023-01504-2

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　　 原標(biāo)題：廣陳皮道地性形成機(jī)制研究獲重要進(jìn)展