近日，林學(xué)院賈黎明教授領(lǐng)銜的無(wú)患子研發(fā)團(tuán)隊(duì)在無(wú)患子三萜皂苷研究領(lǐng)域取得系列研究進(jìn)展，揭示了果實(shí)生長(zhǎng)、果皮三萜皂苷動(dòng)態(tài)變化規(guī)律和三萜皂苷生物合成分子調(diào)控機(jī)制。
無(wú)患子是我國(guó)傳統(tǒng)的洗護(hù)用植物和藥用植物，集日用化工、生物醫(yī)藥、生物質(zhì)能源、綠化美化、生態(tài)修復(fù)等于一體，果皮富含三萜皂苷，具有很強(qiáng)的非離子表面活性和多種生物活性，可助力綠色洗滌業(yè)革新和新型生物醫(yī)藥研發(fā)。研究團(tuán)隊(duì)對(duì)無(wú)患子全生長(zhǎng)周期果實(shí)生長(zhǎng)及果皮代謝物進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)無(wú)患子果實(shí)生長(zhǎng)為單“S”型曲線，可將果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)程劃分為生長(zhǎng)初期、速生期、生長(zhǎng)后期和果實(shí)成熟期四個(gè)階段，速生期為果實(shí)大小、質(zhì)量快速增長(zhǎng)時(shí)期，生長(zhǎng)后期為果實(shí)綜合品質(zhì)增長(zhǎng)最大的時(shí)期；果實(shí)成熟期適合無(wú)患子果實(shí)采收。無(wú)患子葉、花、枝、根、果皮均含生物活性物質(zhì)三萜皂苷和黃酮，其中花和葉含量較為豐富；果皮總皂苷含量在速生期最大，而后保持在較高水平。
無(wú)患子全生長(zhǎng)周期果皮共鑒定出165種化合物，其中54個(gè)為皂苷化合物，可分為前期、中期和后期積累型三種積累模式。通過(guò)果皮高通量測(cè)序獲得135個(gè)三萜皂苷合成候選酶基因，多在果皮生長(zhǎng)早期高表達(dá)；獲得多個(gè)皂苷特異性基因、miRNA模塊，構(gòu)建分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，繪制了首個(gè)無(wú)患子三萜皂苷生物合成途徑圖；同時(shí)，篩選出適合于果皮三萜皂苷合成基因表達(dá)量研究的內(nèi)參基因SmACT；并驗(yàn)證了關(guān)鍵基因SmCYP71D-3與轉(zhuǎn)錄因子SmbHLH2、SmTCP4和SmWRKY27間的互作關(guān)系。該研究增加了對(duì)無(wú)患子果皮三萜皂苷的認(rèn)識(shí)，豐富了三萜皂苷生物合成途徑的基因資源，可為無(wú)患子皂苷高值化利用及其生物合成途徑的解析奠定前期理論基礎(chǔ)，也為無(wú)患子良種選育和高效培育技術(shù)研究提供參考。
相關(guān)成果在《Journal of Agricultural and Food Chemistry》（1區(qū)Top，封面文章）、《Frontiers in Plant Science》（2區(qū)Top）、《生物技術(shù)通報(bào)》（卓越期刊）、《中國(guó)科學(xué)：生命科學(xué)》、《Scientific Reports》、《化學(xué)通報(bào)》、《南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)》和《西北植物學(xué)報(bào)》等國(guó)內(nèi)外知名期刊發(fā)表論文8篇，第一作者為林學(xué)院博士研究生徐圓圓（現(xiàn)在廣西大學(xué)工作），通訊作者為林學(xué)院賈黎明教授和陳仲副教授，趙國(guó)春和劉濟(jì)銘等博士研究生參與了項(xiàng)目研究工作，北京林業(yè)大學(xué)為第一完成單位。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（32071793）和國(guó)家科技基礎(chǔ)資源調(diào)查專項(xiàng)（2019FY100803）的資助。
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https://doi.org/10.1021/acs.jafc.2c01672
https://doi.org/10.3389/fpls.2022.1037784
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https://doi.org/10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2021-1616
https://doi.org/10.1360/SSV-2020-0230
https://doi.org/10.12302/j.issn.1000-2006.202006060
https://doi.org/10.14159/j.cnki.0441-3776.2018.12.003
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