我園客座研究生在黃酮生物合成途徑的代謝組學(xué)和轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析取得新進(jìn)展

近日，我園客座研究生呂興斌（江西中醫(yī)藥大學(xué)與生物信息學(xué)課題組聯(lián)合培養(yǎng)）等研究人員在淫羊藿（Epimedium sagittatum）黃酮類化合物生物合成研究方面取得重要進(jìn)展。通過(guò)整合代謝組學(xué)和轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析，揭示了不同產(chǎn)地淫羊藿黃酮類化合物積累及相關(guān)基因表達(dá)的差異，為淫羊藿資源的進(jìn)一步開發(fā)利用提供了重要參考。

淫羊藿作為傳統(tǒng)中藥材，富含淫羊藿苷、淫羊藿素等多種黃酮類化合物，具有重要的藥用價(jià)值。然而，不同產(chǎn)地淫羊藿的藥用成分含量差異較大，影響了其藥效和質(zhì)量。目前，關(guān)于淫羊藿藥效成分積累差異的研究還比較缺乏。研究團(tuán)隊(duì)選取了來(lái)自安徽、湖北和江西三個(gè)不同產(chǎn)地的淫羊藿，分別命名為AHHS、HBLT和JXWN。通過(guò)UPLC-MS/MS技術(shù)對(duì)淫羊藿葉片進(jìn)行代謝組學(xué)分析，共鑒定出151種黃酮類化合物。結(jié)果顯示，不同產(chǎn)地淫羊藿的黃酮類化合物組成存在顯著差異。其中，來(lái)自安徽的AHHS樣品中，淫羊藿苷、淫羊藿素等主要藥效成分含量顯著低于其他兩個(gè)樣品。此外，研究團(tuán)隊(duì)還進(jìn)行了轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析，對(duì)淫羊藿葉片進(jìn)行了RNA測(cè)序。通過(guò)對(duì)差異表達(dá)基因的分析，發(fā)現(xiàn)了一些與黃酮類化合物生物合成相關(guān)的基因在不同產(chǎn)地淫羊藿中表達(dá)存在差異。其中，與淫羊藿苷、淫羊藿素生物合成相關(guān)的兩個(gè)關(guān)鍵基因F3'H和AoMT在HBLT和JXWN樣品中表達(dá)顯著高于AHHS樣品。這項(xiàng)研究不僅揭示了不同產(chǎn)地淫羊藿黃酮類化合物積累及相關(guān)基因表達(dá)的差異，也為淫羊藿藥材質(zhì)量評(píng)價(jià)和開發(fā)利用提供了重要科學(xué)依據(jù)。研究結(jié)果將有助于推動(dòng)淫羊藿資源的合理開發(fā)和中藥材質(zhì)量的提升。

該研究成果以“Metabolomic and transcriptomic analysis of the flavonoid biosynthesis pathway in Epimedium sagittatum (Sieb. et Zucc.) Maxim. from distinct locations”為題，發(fā)表在《Frontiers in Plant Science》（中國(guó)科學(xué)院2區(qū)，IF 5.3）期刊上。江西中醫(yī)藥大學(xué)徐艷琴教授為通訊作者，田淑云和呂興斌為共同第一作者。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金和江西中醫(yī)藥大學(xué)科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)發(fā)展計(jì)劃的支持。

（文章鏈接：https://doi.org/10.3389/fpls.2024.1424956）

圖1.不同地區(qū)淫羊藿的資源收集。